[发明专利]嵌载ZnO/MgO微米棒的多孔炭纤维及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种多孔炭纤维及其制备方法与用途。

背景技术

活性炭孔隙发达，具有很高的比表面积和热稳定性，是一种优秀的催化 剂载体，但是传统的活性炭和多孔炭纤维载体分别具有吸附性能低、成本昂 贵的缺点，所以研制一种吸附性能高、成本低廉的新型活性炭载体具有很大 的应用价值。将催化剂有效地固化在活性炭上是负载型催化剂所必须面对的 另一个难题，目前常用的负载方法有浸渍法、沉积法、溶胶凝胶法。但是采 用这些方法负载的催化剂有结合力差、容易团聚、脱落等缺点，影响了催化 剂的实际催化性能和使用寿命。开发一种有效固定在活性炭上的催化剂，一 直是全球催化材料研究开发的一个热点。

具有核壳异质结构的ZnO/MgO双组分金属氧化物是一种具有潜在应用价 值的催化剂。但是制备核壳异质结构的方法一般采用化学沉积法或原子层沉 积法，制备条件苛刻，从某种程度上制约了它们在工业生产中的应用。

综合以上所述，开发一种制备条件温和、制备工艺简单的新方法来制备 ZnO/MgO核壳结构微米棒嵌载的多孔炭纤维，具有潜在的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种嵌载ZnO/MgO微米棒的多孔炭纤维。

一种嵌载ZnO/MgO微米棒的多孔炭纤维，由玻璃纤维和包覆在玻璃纤 维外层的活性炭层构成，且活性炭层中含有ZnO/MgO微粒，ZnO/MgO微粒 占多孔炭纤维重量的1～60％。

所述的ZnO/MgO微米棒具有核壳结构。其中核体为六方柱ZnO，壳层 由MgO层片状晶体堆叠组成。

所述的ZnO/MgO微米棒经氨水溶液浸渍洗涤后得到MgO微米管，该 MgO微米管嵌载在多孔炭纤维中。

所述的活性炭层由黏胶基纤维素、酚醛树脂或聚乙烯醇，醋酸镁或硬酯 酸镁和氯化锌的混合物经高温碳化活化而成。

所述的玻璃纤维为玻璃纤维毡或玻璃纤维布，玻璃纤维的直径为1μm～ 50μm。

本发明的另一个目的是提供上述嵌载ZnO/MgO微米棒的多孔炭纤维的 制备方法。

本发明的嵌载ZnO/MgO微米棒的多孔炭纤维的通过如下方法制备：将 黏胶基纤维素、酚醛树脂或聚乙烯醇，醋酸镁或硬脂酸镁和氯化锌混合配成 溶液，然后将玻璃纤维浸渍于该溶液中，使玻璃纤维包覆一层聚合物层，然 后将上述玻璃纤维加热至450～650℃温度下碳化活化1～4小时，得到嵌载 ZnO/MgO微米棒的多孔炭纤维。该材料的比表面积在100-450m²/g之间。嵌 载在多孔炭纤维上的ZnO/MgO微米棒定向排列。

本发明的进一步目的是提供上述嵌载ZnO/MgO微米棒的多孔炭纤维的 用途。

本发明的嵌载ZnO/MgO微米棒的多孔炭纤维能用于脱附油品中的硫醇。 将嵌载ZnO/MgO微米棒的多孔炭纤维负载磺化酞箐钴，然后与油品如汽油 接触，该材料即可吸附并催化氧化油品中的硫醇。经处理后，油品中的硫醇 脱除率可以达到90％以上，油品中硫醇的含量可低于10mg/L。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明制备的嵌载ZnO/MgO微米棒的多孔炭纤维能用于脱除油品中的 硫醇，硫醇脱除率可以达到90％以上，油品中硫醇的含量可低于10mg/L。可 以避免液态碱的使用，简化了工艺，减少了污染。本发明在环境净化材料的 开发及利用方面，具有重要的社会意义和经济价值。

附图说明

图1为实施例2嵌载ZnO/MgO微粒的多孔炭纤维的扫描电镜图。ZnO/MgO 微粒成柱状定向排列，且具有核壳结构，核体为ZnO，壳层由MgO层片状纳 米粒子堆叠组成(右上角小图)，ZnO/MgO微米柱经氨水溶液浸渍洗涤后得 到MgO微米管(右下角小图)。

图2为实施例13嵌载ZnO/MgO微米棒的多孔碳纤维负载磺化酞箐钴后 对油品中正丁基硫醇的脱除曲线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。

实施例1