基于成型活性炭表面官能团原电池机制的银生长形貌研究

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成型活性炭除了具有丰富的孔隙结构和优良的比表面积外,还有易于加工、安装、运输等优点,近年来被越来越多地安装在空调、空气净化器等设备上,也被雕琢成为炭雕工艺品。成型活性炭表面负载银,一方面有望拓展其杀菌方面的应用,另一方面负载的纳米银可能具有催化分解甲醛和总挥发性有机物(TVOC)等功能,和成型活性炭优良的吸附性能形成复配作用。本文主要研究成型活性炭表面负载银的形貌影响规律,为获得性能优良的空气净化材料提供基础数据指导。  本课题组前期研究中,发现成型活性炭外表面能够直接从银盐前驱体溶液中还原得到单质银,并根据实验现象提出了成型活性炭表面官能团原电池反应机制。在此基础上,本文通过对活性炭进行不同的高温热处理,改变活性炭的比表面积,发现活性炭的比表面积性能对还原银的能力有较为明显的影响。  进一步,通过对活性炭进行不同的酸碱改性处理,改变成型活性炭的表面官能团,同时改变前驱体银氨溶液的浓度条件,研究活性炭表面官能团、前驱体浓度等因素对活性炭表面银生长形貌的影响规律。结果发现强碱性改性处理能够增加表面羰基官能团,对银的自发生长起到“封帽剂”的作用,使表面银形貌从银片结构向银颗粒转变。在合适前驱体浓度条件下,可以在氢氧化钠处理后的活性炭表面获得分散良好的尺寸小于100nm的纳米银颗粒。  另外,通过对活性炭进行稀盐酸浸渍处理,使活性炭表面吸附氯离子,研究存在预吸附离子的情况下,表面银生长形貌的变化规律。发现氯离子大量吸附情况下,会得到立方结构的氯化银。但是,和我们预期的相反,本文并未发现在此基础上能够通过活性炭表面官能团还原得到立方结构银,还需进一步加以研究。
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