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氧等离子体各种高能粒子对竹炭表面的改性效果研究

  • 分类:技术支持
  • 作者:等离子清洗机-CRF plasma等离子设备-等离子表面处理机厂家-诚峰智造
  • 来源:
  • 发布时间:2021-04-12
  • 访问量:

【概要描述】        等离子体技术是20世纪60年代以来,在物理学、化学、电子学、真空技术等学科交叉基础上发展形成的一门新兴学科。近年来,等离子体技术在材料科学、医药学生物学、环境科学、冶金化工轻工纺织等领域的应用十分活跃,其中,在材料表面改性方面的应用尤其广泛。由于等离子体中含有大量的自由电子、离子和亚稳态粒子等高能粒子,这些粒子的能量显著高于包括炭材料在内的-般材料表面常见化学键的键能,所以,等离子体环境中的各种高能粒子具有破坏炭材料表面旧化学键而形成新键的能力,从而赋予材料表面新的物理和化学特性。         采用适宜的工况条件对炭材料进行改性,可以显著改变炭材料的表面理化性质,进而增强炭材料对环境中特定污染物的吸附性能。由于竹炭颗粒的粒径很小(75~ 150μum),带有类似海绵结构的竹炭微粒,表面有大量的孔结构,这些孔主要是由竹材上的维管束、薄壁细胞和导管所形成。炭化过程中,这些孔隙内部的有机成分在高温下充分挥发,残余的孔洞就成为竹炭表面主要的孔结构。竹炭颗粒的表面存在大量的裂隙和褶皱,它们与表面的孔洞一起,形成了竹炭内表面的复杂孔隙结构。         竹炭的表面形貌特征未发生明显的变化,说明氧等离子体改性对于竹炭的表面形貌影响极小。氧等离子体改性条件下,竹炭表面没有反应形成新的基团,但是有可能生成了一些原来就存在的基团类型,提高了基团密度。         氧等离子体改性过程中,通过工况的合理控制,可以有效提升竹炭的孔隙性能,原因可以归结为以下两点:         1、刻蚀作用,在适宜的改性时间范围内,等离子体对竹炭内外表面可以产生充分的刻蚀作用,使竹炭内外表面产生新的起伏、粗糙,形成许多坑洼,增大比表面积。         2、基团生成作用, 在适宜的改性时间范围内,等离子体可以和竹炭内外表面的特定点位发生反应,大量生成新的含氧基团,这些含氧基团在孔隙内部的堆积会显著减小该位置的孔尺寸,对于竹炭比表面积的增加具有积极意义。         总体来看,氧等离子体对竹炭的改性存在-一个适宜的改性时间范围,在此范围内,刻蚀作用和基团生成作用可以协同提升竹炭的孔隙结构,而一旦改性时间过长,就会对竹炭内部产生过度的刻蚀和基团的超量产生,损坏竹炭原有的孔隙结构。氧等离子体对竹炭的表面改性效果,通过对氧等离子体的工况条件进行合理的调控,可以明显改善和提升竹炭表面的理化性质,增大竹炭的比表面积、总孔容积、微孔容积和微孔表面积,同时还可以提高竹炭表面含氧基团的数量。         由于炭材料的比表面积和孔容积等参数是决定吸附性能的关键因素,而炭材料表面含氧基团的种类和数量同样在吸附环境介质中的有机物和重金属的过程中发挥了十分重要的作用。氧等离子体改性后的竹炭在以上两方面均有明显的改善和提高,可以具备更好的吸附性能,从而扩大竹炭在环境污染物吸附领域的应用范围。

氧等离子体各种高能粒子对竹炭表面的改性效果研究

【概要描述】        等离子体技术是20世纪60年代以来,在物理学、化学、电子学、真空技术等学科交叉基础上发展形成的一门新兴学科。近年来,等离子体技术在材料科学、医药学生物学、环境科学、冶金化工轻工纺织等领域的应用十分活跃,其中,在材料表面改性方面的应用尤其广泛。由于等离子体中含有大量的自由电子、离子和亚稳态粒子等高能粒子,这些粒子的能量显著高于包括炭材料在内的-般材料表面常见化学键的键能,所以,等离子体环境中的各种高能粒子具有破坏炭材料表面旧化学键而形成新键的能力,从而赋予材料表面新的物理和化学特性。


        采用适宜的工况条件对炭材料进行改性,可以显著改变炭材料的表面理化性质,进而增强炭材料对环境中特定污染物的吸附性能。由于竹炭颗粒的粒径很小(75~ 150μum),带有类似海绵结构的竹炭微粒,表面有大量的孔结构,这些孔主要是由竹材上的维管束、薄壁细胞和导管所形成。炭化过程中,这些孔隙内部的有机成分在高温下充分挥发,残余的孔洞就成为竹炭表面主要的孔结构。竹炭颗粒的表面存在大量的裂隙和褶皱,它们与表面的孔洞一起,形成了竹炭内表面的复杂孔隙结构。
        竹炭的表面形貌特征未发生明显的变化,说明氧等离子体改性对于竹炭的表面形貌影响极小。氧等离子体改性条件下,竹炭表面没有反应形成新的基团,但是有可能生成了一些原来就存在的基团类型,提高了基团密度。
        氧等离子体改性过程中,通过工况的合理控制,可以有效提升竹炭的孔隙性能,原因可以归结为以下两点:
        1、刻蚀作用,在适宜的改性时间范围内,等离子体对竹炭内外表面可以产生充分的刻蚀作用,使竹炭内外表面产生新的起伏、粗糙,形成许多坑洼,增大比表面积。
        2、基团生成作用, 在适宜的改性时间范围内,等离子体可以和竹炭内外表面的特定点位发生反应,大量生成新的含氧基团,这些含氧基团在孔隙内部的堆积会显著减小该位置的孔尺寸,对于竹炭比表面积的增加具有积极意义。
        总体来看,氧等离子体对竹炭的改性存在-一个适宜的改性时间范围,在此范围内,刻蚀作用和基团生成作用可以协同提升竹炭的孔隙结构,而一旦改性时间过长,就会对竹炭内部产生过度的刻蚀和基团的超量产生,损坏竹炭原有的孔隙结构。氧等离子体对竹炭的表面改性效果,通过对氧等离子体的工况条件进行合理的调控,可以明显改善和提升竹炭表面的理化性质,增大竹炭的比表面积、总孔容积、微孔容积和微孔表面积,同时还可以提高竹炭表面含氧基团的数量。
        由于炭材料的比表面积和孔容积等参数是决定吸附性能的关键因素,而炭材料表面含氧基团的种类和数量同样在吸附环境介质中的有机物和重金属的过程中发挥了十分重要的作用。氧等离子体改性后的竹炭在以上两方面均有明显的改善和提高,可以具备更好的吸附性能,从而扩大竹炭在环境污染物吸附领域的应用范围。

  • 分类:技术支持
  • 作者:等离子清洗机-CRF plasma等离子设备-等离子表面处理机厂家-诚峰智造
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  • 发布时间:2021-04-12 10:48
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氧等离子体各种高能粒子对竹炭表面的改性效果研究:
        等离子体技术是20世纪60年代以来,在物理学、化学、电子学、真空技术等学科交叉基础上发展形成的一门新兴学科。近年来,等离子体技术在材料科学、医药学生物学、环境科学、冶金化工轻工纺织等领域的应用十分活跃,其中,在材料表面改性方面的应用尤其广泛。由于等离子体中含有大量的自由电子、离子和亚稳态粒子等高能粒子,这些粒子的能量显著高于包括炭材料在内的-般材料表面常见化学键的键能,所以,等离子体环境中的各种高能粒子具有破坏炭材料表面旧化学键而形成新键的能力,从而赋予材料表面新的物理和化学特性。

诚峰智造氧等离子体处理
        采用适宜的工况条件对炭材料进行改性,可以显著改变炭材料的表面理化性质,进而增强炭材料对环境中特定污染物的吸附性能。由于竹炭颗粒的粒径很小(75~ 150μum),带有类似海绵结构的竹炭微粒,表面有大量的孔结构,这些孔主要是由竹材上的维管束、薄壁细胞和导管所形成。炭化过程中,这些孔隙内部的有机成分在高温下充分挥发,残余的孔洞就成为竹炭表面主要的孔结构。竹炭颗粒的表面存在大量的裂隙和褶皱,它们与表面的孔洞一起,形成了竹炭内表面的复杂孔隙结构。
        竹炭的表面形貌特征未发生明显的变化,说明氧等离子体改性对于竹炭的表面形貌影响极小。氧等离子体改性条件下,竹炭表面没有反应形成新的基团,但是有可能生成了一些原来就存在的基团类型,提高了基团密度。
        氧等离子体改性过程中,通过工况的合理控制,可以有效提升竹炭的孔隙性能,原因可以归结为以下两点:
        1、刻蚀作用,在适宜的改性时间范围内,等离子体对竹炭内外表面可以产生充分的刻蚀作用,使竹炭内外表面产生新的起伏、粗糙,形成许多坑洼,增大比表面积。
        2、基团生成作用, 在适宜的改性时间范围内,等离子体可以和竹炭内外表面的特定点位发生反应,大量生成新的含氧基团,这些含氧基团在孔隙内部的堆积会显著减小该位置的孔尺寸,对于竹炭比表面积的增加具有积极意义。
        总体来看,氧等离子体对竹炭的改性存在-一个适宜的改性时间范围,在此范围内,刻蚀作用和基团生成作用可以协同提升竹炭的孔隙结构,而一旦改性时间过长,就会对竹炭内部产生过度的刻蚀和基团的超量产生,损坏竹炭原有的孔隙结构。氧等离子体对竹炭的表面改性效果,通过对氧等离子体的工况条件进行合理的调控,可以明显改善和提升竹炭表面的理化性质,增大竹炭的比表面积、总孔容积、微孔容积和微孔表面积,同时还可以提高竹炭表面含氧基团的数量。
        由于炭材料的比表面积和孔容积等参数是决定吸附性能的关键因素,而炭材料表面含氧基团的种类和数量同样在吸附环境介质中的有机物和重金属的过程中发挥了十分重要的作用。氧等离子体改性后的竹炭在以上两方面均有明显的改善和提高,可以具备更好的吸附性能,从而扩大竹炭在环境污染物吸附领域的应用范围。

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