纳米碳纤维与活性炭复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米碳纤维与活性炭复合材料及其制备方法，A，分别制备聚乙烯醇溶液与六水硝酸镍溶液：B，滴加稀盐酸至聚乙烯醇溶液中，将六水硝酸镍溶液加入聚乙烯醇溶液，搅拌均匀；C，将乙二醇和三乙醇胺滴入混合液中并搅均匀，制成透明溶胶性液体；D，加活性炭后，超声处理，静置成前驱体溶胶；E，将前驱体溶胶烘干成前驱体干凝胶；F，将前驱体干凝胶在CCVD反应器的立式焙烧炉中，按条件，制成含镍纳米碳纤维与活性炭复合材料；G、将含镍的复合材料在稀盐酸或稀硝酸中浸泡，除去表面金属氧化物，用去离子水洗后，烘干得纳米碳纤维与活性炭复合材料。该方法结合活性炭与纳米碳纤维的优点，提升复合材料对油气的高效吸附性能。

Carbon nanofibers and activated carbon composites and their preparation methods

The invention discloses a nano-carbon fiber and activated carbon composite material and its preparation method, A, respectively, preparing polyvinyl alcohol solution and nickel nitrate hexahydrate solution: B, dropping dilute hydrochloric acid into polyvinyl alcohol solution, adding nickel nitrate hexahydrate solution into polyvinyl alcohol solution, stirring evenly; C, dropping ethylene glycol and triethanolamine into the mixture solution and stirring evenly, making transparent sol liquid. D, adding activated carbon, ultrasonic treatment, stationary into precursor sol; E, drying precursor sol into precursor xerogel; F, the precursor dry gel in the vertical roaster of CCVD reactor, according to the conditions, made of nickel containing carbon nanofibers and activated carbon composite materials; G, nickel composite materials in dilute hydrochloric acid or dilute nitric acid to soak, remove surface metal oxides. After deionized washing, carbon nanofibers and activated carbon composites were dried. This method combines the advantages of activated carbon and carbon nanofibers to improve the high efficiency of hydrocarbon adsorption of composite materials.

【技术实现步骤摘要】
纳米碳纤维与活性炭复合材料及其制备方法
本专利技术涉及复合材料制备领域，尤其涉及一种纳米碳纤维与活性炭复合材料及其制备方法。
技术介绍
车载加油油气回收系统ORVR(On-BoardRefuelingVaporRecovery)，是一种有关车辆排放的控制系统，它可以回收在加油的过程当中从油箱中蒸发而来的油气，能使加油过程当中产生的燃油蒸气不从加油口直接排至大气环境当中，这就避免了大气环境污染，改善大气环境，与此同时也节省了能源，便于推广使用，为了提高ORVR系统的性能，研发高性能油气吸附剂非常必要。ORVR系统实际使用过程中可能会出现活性炭罐高蒸气负荷超过其回收能力的情况，导致未处理油气的穿透排放，这就要求吸附剂具备高吸附率、低吸附选择性和导热性强等。与此同时，ORVR炭罐运行时处于周期性的吸附-脱附再生循环过程，要求吸附剂具备优良的再生性能。活性炭AC(Activatedcarbon)是一种常见的吸附材料，具有吸附容量大、吸附速率快、脱附再生方便、生产使用成本低廉等特点，但其表面的微孔结构在吸附大尺寸分子油气组分后容易发生微孔堵塞现象，导致吸附容量降低。此外，微孔级孔道会减慢气体的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米碳纤维与活性炭复合材料的制备方法，其特征在于，包括：步骤A，分别制备聚乙烯醇溶液与六水硝酸镍溶液：制备聚乙烯醇溶液为：用去离子水溶解聚乙烯醇，在95℃恒温水浴中搅拌至所述聚乙烯醇充分溶解，制成聚乙烯醇溶液；制备六水硝酸镍溶液为：用去离子水溶解六水硝酸镍，搅拌至所述六水硝酸镍充分溶解，制成六水硝酸镍溶液；步骤B，滴加0.1mL质量浓度为10％的稀盐酸至所述聚乙烯醇溶液中，将所述六水硝酸镍溶液5mL/min的速度缓慢加入所述聚乙烯醇溶液中，搅拌至混合均匀形成聚乙烯醇与六水硝酸镍混合液；步骤C，将乙二醇和三乙醇胺混合均匀后缓慢滴入所述聚乙烯醇与六水硝酸镍混合液中并搅拌均匀，制成粘度小于1...

【技术特征摘要】
1.一种纳米碳纤维与活性炭复合材料的制备方法，其特征在于，包括：步骤A，分别制备聚乙烯醇溶液与六水硝酸镍溶液：制备聚乙烯醇溶液为：用去离子水溶解聚乙烯醇，在95℃恒温水浴中搅拌至所述聚乙烯醇充分溶解，制成聚乙烯醇溶液；制备六水硝酸镍溶液为：用去离子水溶解六水硝酸镍，搅拌至所述六水硝酸镍充分溶解，制成六水硝酸镍溶液；步骤B，滴加0.1mL质量浓度为10％的稀盐酸至所述聚乙烯醇溶液中，将所述六水硝酸镍溶液5mL/min的速度缓慢加入所述聚乙烯醇溶液中，搅拌至混合均匀形成聚乙烯醇与六水硝酸镍混合液；步骤C，将乙二醇和三乙醇胺混合均匀后缓慢滴入所述聚乙烯醇与六水硝酸镍混合液中并搅拌均匀，制成粘度小于15Pa·s且均匀透明的溶胶性液体；步骤D，在所述溶胶性液体中添加活性炭后，进行超声处理20min～30min，静置24h，制成前驱体溶胶；步骤E，将所述前驱体溶胶在烘箱内烘干，制成前驱体干凝胶；步骤F，将所述前驱体干凝胶放进CCVD反应器的固定在立式焙烧炉中，在75mL·min-1氮气保护的条件下，以10℃·min-1的速率从室温加热到400℃，煅烧保持2h后继续升温至500℃，之后气体切换成流速为220mL·min-1氢气，煅烧持续1h，然后以10℃·min-1的速率升温到750℃，气体切换成氢气和天然气混合气，总流量为660mL·min-1，反应1.5h后，气体切换为氮气，停止加热，自然冷却，制得含镍的纳米碳纤维与活性炭复合材料；步骤G、将所述含镍的纳米碳纤维与活性炭复合材料在质量浓度为10％的稀盐酸或质量浓度为10％的稀硝酸中浸泡24h，除去表面金属氧化物，用去离子水作为清洗液清洗至该清洗液的pH值等于7，在120℃温度下烘干后得到的材料，即为最终的纳米碳纤维与活性炭复合材料。2.根据权利要求1所述的纳米碳纤维与活性炭复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法步骤A的制备聚乙烯醇溶液中，去离子水与聚乙烯醇的重量比为：10:7；制备六水硝酸镍溶液中，去离子水与六水硝酸镍的重量比为：5:9。3.根据权利要求1或2所述的纳米碳纤维与活性炭复合材料的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱玲，王春雨，宫徵羽，杨玉洁，罗清月，宋明欣，魏峰驿，
申请(专利权)人：北京石油化工学院，
类型：发明
国别省市：北京,11