Nghiên cứu điều chế vải than hoạt tính từ sợi Visco Việt Nam tẩm phụ gia Axit H3PO4

Nghiªn cøu khoa häc c«ng nghÖ<br /> <br /> <br /> Nghiªn cøu ®iÒu chÕ v¶i than ho¹t tÝnh<br /> tõ sîi visco viÖt nam tÈm phô gia axit h3po4<br /> Bïi V¨n Tµi, NguyÔn Hïng Phong, trÇn v¨n chung<br /> Tãm tắt: Bµi b¸o nµy m« t¶ kÕt qu¶ nghiªn cøu ®iÒu chÕ v¶i than ho¹t tÝnh tõ<br /> v¶i visco ViÖt Nam tÈm axit h3po4. C¸c ph­¬ng ph¸p nghiªn cøu ®­îc sö dông lµ:<br /> ph­¬ng ph¸p ®o dung l­îng hÊp phô h¬i benzen, ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh diÖn tÝch<br /> bÒ mÆt, ph­¬ng ph¸ ®o ®é bÒn kÐo ®øt. KÕt qu¶ thÊy r»ng ®é bÒn kÐo ®øt cña v¶i<br /> than ho¹t tÝnh phô thuéc vµo hµm l­îng chÊt tÈm, thêi gian ho¹t hãa vµ nhiÖt ®é<br /> ho¹t hãa. Khi ho¹t hãa ë nhiÖt ®é 670oC, thêi gian 50 phót, nång ®é axit H3PO4<br /> 10% diÖn tÝch bÒ mÆt ®¹t 840 m2/g, dung l­îng hÊp phô h¬i benzen ®¹t 4,66<br /> milimol/g, ®é bÒn ®¹t 77-54 N theo chiÒu däc- ngang.<br /> Tõ khãa: Than ho¹t tÝnh, V¶i than ho¹t tÝnh, V¶i cacbon ho¹t tÝnh<br /> <br /> 1. më ®Çu<br /> HiÖn nay, than ho¹t tÝnh ®· ®­îc sö dông bao gåm cã ba d¹ng lµ: than ho¹t tÝnh<br /> d¹ng h¹t, than ho¹t tÝnh d¹ng bét vµ than ho¹t tÝnh d¹ng v¶i sîi [4].<br /> Than ho¹t tÝnh d¹ng v¶i (hay cßn cã tªn gäi kh¸c lµ v¶i cacbon ho¹t tÝnh hoÆc<br /> v¶i than ho¹t tÝnh) lµ s¶n phÈm thuéc thÕ hÖ thø 3 cña than ho¹t tÝnh, míi ®­îc b¾t<br /> ®Çu nghiªn cøu vµ øng dông tõ nh÷ng n¨m 60 cña thÕ kû 20 ®Õn nay. V¶i than ho¹t<br /> tÝnh cã nhiÒu ­u ®iÓm h¬n so víi than ho¹t tÝnh d¹ng h¹t vµ d¹ng bét nh­: kh¶ n¨ng<br /> hÊp phô cao, tèc ®é hÊp phô lín, møc ®é c¶n trë cña dßng khÝ ®i qua líp vËt liÖu<br /> nhá, ®é bÒn c¬ lý cao, nhÑ vµ mÒm m¹i. Do vËy, chÊt hÊp phô v¶i than ho¹t tÝnh ®·<br /> ®­îc øng dông réng r·i trong qu©n sù, b¶o hé lao ®éng, c«ng nghiÖp vµ xö lý m«i<br /> tr­êng...[1,2]<br /> V¶i than ho¹t tÝnh ®­îc chÕ t¹o tõ c¸c nguyªn liÖu v¶i dÖt nh­: sîi h÷u c¬, sîi t¬<br /> tù nhiªn hoÆc sîi tæng hîp (sîi xenlulo, sîi polyacrynonitril, sîi visco.v.v).<br /> C«ng nghÖ chÕ t¹o sîi v¶i than ho¹t tÝnh cã c¸c giai ®o¹n nh­: chuyÓn hãa sîi<br /> h÷u c¬ thµnh sîi than hãa, sau ®ã ho¹t hãa ë nhiÖt ®é cao víi t¸c nh©n ho¹t hãa lµ<br /> h¬i n­íc hoÆc CO2. Ngoµi ra ng­êi ta cßn cã thÓ sö dông t¸c nh©n ho¹t hãa kh¸c<br /> nh­ dïng phô gia hãa chÊt tÈm phñ lªn bÒ mÆt v¶i nguyªn liÖu ®Ó ho¹t hãa. C¸c<br /> lo¹i phô gia hãa chÊt th­êng lµ: H3PO4; Na2HPO4; H3PO4; (NH4)2HPO4; ZnCl2;<br /> CuCl2 ; AlCl3; FeCl3 ; polyphotphat ure...<br /> C¸c n­íc c«ng nghiÖp ph¸t triÓn cã rÊt nhiÒu c¸c c«ng nghÖ chÕ t¹o v¶i than ho¹t<br /> tÝnh kh¸c nhau. V¶i sîi ®­îc sö dông nhiÒu nhÊt lµ sîi PAN vµ sîi visco, phô gia sö<br /> dông lµ H3PO4, ZnCl2, Na2HPO4 [3, 4].<br /> ë ViÖt Nam, vÊn ®Ò nghiªn cøu chÕ t¹o, øng dông v¶i than ho¹t tÝnh ch­a ®­îc<br /> quan t©m; nguyªn liÖu v¶i sîi visco s½n cã rÎ tiÒn cã thÓ ®¸p øng nguån nguyªn<br /> liÖu ®Ó chÕ t¹o v¶i than ho¹t tÝnh l­îng lín. Trong bµi b¸o nµy tr×nh bµy kÕt qu¶<br /> nghiªn cøu chÕ t¹o v¶i than ho¹t tÝnh tõ v¶i visco ViÖt Nam.<br /> 2. PHÇn thùc nghiÖm<br /> 2.1. Nguyªn liÖu, thiÕt bÞ<br /> 2.1.1 Nguyªn liÖu<br /> <br /> <br /> T¹p chÝ Nghiªn cøu KH&CN qu©n sù, Sè 33, 10 - 2014 131<br />  Hãa häc & Kü thuËt m«i tr­êng<br /> <br /> - N­íc cÊt 1 lÇn.<br /> - Axit H3PO4, Trung Quèc, Pa.<br /> - Sîi v¶i visco, ViÖt Nam.<br /> 2.1.2. ThiÕt bÞ<br /> - C©n hÊp phô ®éng McBell: X¸c ®Þnh ®­êng ®¼ng nhiÖt hÊp phô – gi¶i hÊp phô<br /> h¬i C6H6, x¸c ®Þnh diÖn tÝch bÒ mÆt riªng, thÓ tÝch lç bÐ, thÓ tÝch lç trung.<br /> - ThiÕt bÞ Accupic 1330 (Micromeritics, Mü): X¸c ®Þnh khèi l­îng riªng thùc d<br /> theo ph­¬ng ph¸p n¹p He.<br /> - ThiÕt bÞ GeoPyc1360 - Micromeritics (Mỹ): X¸c ®Þnh khèi l­îng riªng biÓu<br /> kiÕn theo ph­¬ng ph¸p n¹p dryflo.<br /> - ThiÕt bÞ ®o ®é bÒn kÐo ®øt v¹n n¨ng Cole Parmer - 492KRC 1000 (Mü): X¸c<br /> ®Þnh ®é bÒn kÐo ®øt cña v¶i theo tiªu chuÈn TCVN 1754-86.<br /> - ThiÕt bÞ lß quay: gi¶i nhiÖt ®é tõ nhiÖt ®é phßng ®Õn 1000oC, sai sè  20oC,<br /> ®iÒu chØnh tèc ®é quay v« cÊp.<br /> - C©n ph©n tÝch, tõ 0 - 200 g, sai sè  0,0001g.<br /> <br /> 2.2. Ph­¬ng ph¸p ®iÒu chÕ v¶i than ho¹t tÝnh<br /> - §iÒu chÕ v¶i than ho¹t tÝnh theo s¬ ®å sau:<br /> Xö lý TÈm SÊy kh« Than hãa<br /> nguyªn liÖu hãa chÊt<br /> <br /> KCS vµ Ho¹t hãa<br /> bao gãi<br /> - MÉu v¶i visco nguyªn liÖu ®­îc dÖt tõ sîi visco b»ng ph­¬ng ph¸p dÖt thoi,<br /> mËt ®é sîi 120 sîi ngang/10cm vµ 80 sîi däc/10 cm. C¾t mÉu v¶i kÝch th­íc 20-50<br /> cm, giÆt s¹ch b»ng n­íc xµ phßng, röa s¹ch b»ng n­íc cÊt, ph¬i kh« tù nhiªn, sÊy<br /> kh« ë 120oC trong 3h ®Õn khèi l­îng kh«ng ®æi.<br /> - Ng©m mÉu v¶i vµo trong dung dÞch phô gia tÈm, nhiÖt ®é ng©m tÈm trong<br /> kho¶ng 60oC-80oC, thêi gian tõ 60-90 phót, sau ®ã ph¬i kh« tù nhiªn, sÊy ë 120oC<br /> trong 3 giê (sÊy ®Õn khèi l­îng kh«ng ®æi).<br /> - §­a v¶i ®· tÈm phô gia vµo lß quay, than hãa ë nhiÖt ®é 230oC trong 4 giê m«i<br /> tr­êng kh«ng khÝ, tèc ®é lß quay 10 vßng/phót.<br /> - Ho¹t hãa:<br /> + M«i tr­êng ho¹t hãa lµ khÝ tr¬.<br /> + Kh¶o s¸t ¶nh h­ëng cña nång ®é phô gia tÈm axÝt H3PO4 ®Õn qu¸ tr×nh ho¹t<br /> hãa v¶i than ho¹t tÝnh víi ®iÒu kiÖn ho¹t hãa ®­îc chän lµ: NhiÖt ®é ho¹t hãa<br /> 700oC; thêi gian ho¹t hãa lµ 60 phót; nång ®é phô gia tÈm axÝt H3PO4 lµ 5%; 7%;<br /> 9%; 11%; 13%, 15%.<br /> + Kh¶o s¸t ¶nh h­ëng cña thêi gian ®Õn qu¸ tr×nh ho¹t hãa v¶i than ho¹t tÝnh víi<br /> ®iÒu kiÖn ho¹t hãa ®­îc chän lµ: nhiÖt ®é ho¹t hãa 700oC; nång ®é phô gia tÈm<br /> H3PO4 11%; thêi gian ho¹t hãa lµ 20, 40, 60, 80 phót .<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 132 B.V.Tµi, N.H.Phong, T.V. Chung, “ Nghiên cứu điều chế vải than… phụ gia axit H3PO4”<br /> Nghiªn cøu khoa häc c«ng nghÖ<br /> <br /> + Khảo s¸t ảnh hưởng của nhiệt độ đến qu¸ tr×nh ho¹t hãa vải than hoạt tÝnh với điều<br /> kiện hoạt hãa được chọn là: Nồng độ phụ gia tẩm H3PO4 11%; thời gian hoạt hãa là 80<br /> phót; nhiệt độ hoạt hãa 600, 650, 700, 750, 800oC.<br /> <br /> 3. KÕT QU¶ Vµ TH¶O LUËN<br /> 3.1. ¶nh h­ëng cña c¸c yÕu tè tíi chÊt l­îng v¶i than ho¹t tÝnh<br /> 3.1.1. Nång ®é hãa chÊt tÈm H3PO4 tíi chÊt l­îng v¶i than ho¹t tÝnh<br /> KÕt qu¶ thÝ nghiÖm nghiªn cøu ¶nh h­ëng cña nång ®é hãa chÊt tÈm H3PO4 tíi<br /> chÊt l­îng v¶i than ho¹t tÝnh ®­îc thÓ hiÖn trong b¶ng 1.<br /> B¶ng 1 ¶nh h­ëng cña nång ®é phô gia tÈm ®Õn chÊt l­îng v¶i than ho¹t tÝnh<br /> (nhiÖt ®é ho¹t hãa 700oC; thêi gian ho¹t hãa 60 phót).<br /> TT Nång ®é phô gia Dung l­îng hÊp phô h¬i §é bÒn, N<br /> % benzen, P/Po=0,99; mM/g däc- ngang<br /> 1 5 2,86 92 - 65<br /> 2 7 3,38 89 - 61<br /> 3 9 3,91 85 - 58<br /> 4 11 4,35 81 - 54<br /> 5 13 4,94 52 - 31<br /> 6 15 4,98 30 - 19<br /> Sè liÖu b¶ng 1 ®­îc thÓ hiÖn ë ®å thÞ h×nh 1.<br /> a (mM/g) Độ bền, N<br /> <br /> 120<br /> <br /> 5.0 (a)<br /> <br /> 100<br /> 4.5<br /> <br /> <br /> 80<br /> 4.0<br /> <br /> <br /> 60<br /> 3.5<br /> <br /> <br /> <br /> 3.0 40<br /> <br /> (b)<br /> 2.5 20<br /> 4 6 8 10 12 14 16<br /> <br /> Nồng độ phụ gia, %<br /> <br /> H×nh 1. Sù phô thuéc cña dung l­îng hÊp phô h¬i benzen vµ ®é bÒn cña sîi v¶i<br /> than ho¹t tÝnh vµo nång ®é phô gia tÈm.<br /> Trªn h×nh 1 thÊy r»ng, nång ®é dung dÞch phô gia tÈm cã ¶nh h­ëng tíi dung<br /> l­îng hÊp phô h¬i benzen vµ ®é bÒn cña v¶i than ho¹t tÝnh. Khi nång ®é dung<br /> <br /> <br /> <br /> T¹p chÝ Nghiªn cøu KH&CN qu©n sù, Sè 33, 10 - 2014 133<br />  Hãa häc & Kü thuËt m«i tr­êng<br /> <br /> dÞch tÈm phô gia t¨ng th× dung l­îng hÊp phô h¬i benzen t¨ng, do hµm l­îng chÊt<br /> tÈm axit H3PO4 trªn bÒ mÆt v¶i sîi visco t¨ng lªn, hiÖu suÊt ph¶n øng gi÷a chÊt<br /> tÈm axit H3PO4 vµ c¸c nguyªn tö cacbon trªn bÒ mÆt t¨ng t¹o ra nhiÒu lç xèp.<br /> Dung l­îng hÊp phô h¬i benzen t¨ng th× ®é bÒn kÐo ®øt cña v¶i gi¶m do sîi v¶i<br /> than ho¹t tÝnh cã nhiÒu lç xèp. Trong øng dông thùc tÕ cña v¶i than ho¹t tÝnh,<br /> dung l­îng hÊp phô cµng cao th× kh¶ n¨ng sö dông cña v¶i than ho¹t tÝnh cµng<br /> tèt. Tuy nhiªn, viÖc øng dông v¶i than ho¹t tÝnh ®Ó may khÈu trang, quÇn ¸o hÊp<br /> phô läc c¸c chÊt h÷u c¬ cã liªn quan tíi ®é bÒn, ®é bÒn cµng cao cµng tèt. Do<br /> vËy, ®Ó chän ®iÒu kiÖn chÕ t¹o mÉu v¶i than ho¹t tÝnh cã dung l­îng hÊp phô h¬i<br /> benzen cao t­¬ng ®­¬ng víi mÉu cña Nga vµ ®é bÒn kÐo ®øt kh«ng qu¸ thÊp th×<br /> chän nång ®é dung dÞch phô gia tÈm tèi ­u cho c¸c kh¶o s¸t tiÕp theo lµ 10%.<br /> 3.1.2. Thêi gian ho¹t hãa tíi chÊt l­îng v¶i than ho¹t tÝnh<br /> KÕt qu¶ nghiªn cøu ¶nh h­ëng của thời gian hoạt hãa đến dung l­îng hÊp phô<br /> h¬i benzen vµ ®é bÒn ®­îc thÓ hiÖn trong b¶ng 2.<br /> Bảng 2 Ảnh hưởng của thời gian hoạt hãa đến chất lượng vải than hoạt tÝnh<br /> (nhiÖt ®é ho¹t hãa 700oC; nång ®é chÊt tÈm H3PO4 10%).<br /> TT Thêi gian, Dung l­îng hÊp phô h¬i §é bÒn, N<br /> phót benzen, P/Po=0,99; mM/g däc - ngang<br /> 1 20 2,59 95-67<br /> 2 40 3,36 87-62<br /> 3 60 4,25 80-53<br /> 4 80 4,67 79-51<br /> Sè liÖu b¶ng 2 ®­îc thÓ hiÖn ë ®å thÞ h×nh 2.<br /> a (mM/g) Độ bền, N<br /> <br /> <br /> 5.0 (a ) 96<br /> <br /> <br /> <br /> 4.5 92<br /> <br /> <br /> <br /> 4.0 88<br /> <br /> <br /> <br /> 3.5 84<br /> <br /> <br /> <br /> 3.0 80<br /> <br /> <br /> 2.5 (b ) 76<br /> <br /> <br /> 20 30 40 50 60 70 80<br /> Thời gian, phút<br /> <br /> <br /> H×nh 2. Sù phô thuéc cña dung l­îng hÊp phô h¬i benzen vµ ®é bÒn cña sîi v¶i<br /> than ho¹t tÝnh vµo thêi gian ho¹t hãa.<br /> <br /> <br /> <br /> 134 B.V.Tµi, N.H.Phong, T.V. Chung, “ Nghiên cứu điều chế vải than… phụ gia axit H3PO4”<br /> Nghiªn cøu khoa häc c«ng nghÖ<br /> <br /> KÕt qu¶ trªn h×nh 2 cho thÊy, thêi gian ho¹t hãa cã ¶nh h­ëng ®Õn chÊt l­îng v¶i than<br /> ho¹t tÝnh. Thêi gian ho¹t hãa t¨ng th× dung l­îng hÊp phô t¨ng vµ ®é bÒn c¬ lý gi¶m, thêi<br /> gian ho¹t hãa kÐo dµi 80 phót th× dung l­îng hÊp phô cao nhÊt. Dung l­îng hÊp phô h¬i<br /> benzen tû lÖ nghÞch víi ®é bÒn cña sîi v¶i than ho¹t tÝnh. Dung l­îng hÊp phô h¬i<br /> benzen t¨ng do hiÖu suÊt ho¹t hãa t¨ng. C¸c kÕt qu¶ thÝ nghiÖm thÊy r»ng thêi gian ho¹t<br /> hãa 50 phót dung l­îng hÊp phô h¬i benzen cao vµ ®é bÒn cña v¶i than ho¹t tÝnh kh«ng<br /> qu¸ thÊp. Do vËy, chän thêi gian ho¹t hãa 50 phót cho c¸c kh¶o s¸t tiÕp theo.<br /> 3.1.3. Nhiệt độ đến chất lượng vải than hoạt tÝnh<br /> Nghiªn cøu ¶nh h­ëng cña nhiÖt ®é ho¹t hãa ®Õn dung l­îng hÊp phô h¬i benzen vµ<br /> ®é bÒn cña v¶i than ho¹t tÝnh, kết quả được thể hiện trong bảng 3.<br /> Bảng 3. Ảnh hưởng của nhiệt độ hoạt hãa đến chất lượng vải than hoạt tÝnh<br /> (nång ®é chÊt tÈm H3PO4 10%; thêi gian ho¹t hãa 50 phót).<br /> Dung l­îng hÊp phô h¬i §é bÒn, N<br /> TT NhiÖt ®é, oC<br /> benzen, P/Po=0,99; mM/g däc - ngang<br /> 1 600 3,24 96-71<br /> 2 650 4,56 92-65<br /> 3 700 4,67 79-51<br /> 4 750 5,18 50-37<br /> 5 800 5,37 39-25<br /> Sè liÖu b¶ng 3 ®­îc thÓ hiÖn ë ®å thÞ h×nh 3.<br /> <br /> a (mM/g) Độ bền, N<br /> 120<br /> <br /> 5.5 (a)<br /> Dung luong hap phu hoi Benzen (mM/g)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 100<br /> 5.0<br /> Do ben<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 4.5 80<br /> <br /> <br /> <br /> 4.0<br /> 60<br /> <br /> <br /> 3.5 (b)<br /> 40<br /> <br /> 3.0<br /> 600 650 700 750 800<br /> N hiet d o h oa t h oa o<br /> Nhiệt độ, C<br /> <br /> H×nh 3. Sù phô thuéc cña dung l­îng hÊp phô h¬i benzen vµ ®é bÒn cña sîi v¶i<br /> than ho¹t tÝnh vµo nhiÖt ®é ho¹t hãa<br /> NhiÖt ®é ho¹t hãa cã ¶nh h­ëng ®Õn chÊt l­îng v¶i than ho¹t tÝnh. NhiÖt ®é ho¹t hãa<br /> t¨ng, dung l­îng hÊp phô h¬i benzen t¨ng do tèc ®é ph¶n øng ho¹t hãa gi÷a H3PO4 vµ<br /> c¸c nguyªn tö cacbon t¨ng t¹o ra nhiÒu lç xèp trong v¶i than ho¹t tÝnh. NhiÖt ®é ho¹t hãa<br /> <br /> <br /> <br /> T¹p chÝ Nghiªn cøu KH&CN qu©n sù, Sè 33, 10 - 2014 135<br />  Hãa häc & Kü thuËt m«i tr­êng<br /> <br /> t¨ng dung l­îng hÊp phô t¨ng, ®é bÒn c¬ lý gi¶m. Do vËy, ®Ó chän mÉu cã dung l­îng<br /> hÊp phô vµ ®é bÒn c¬ lý kh«ng qu¸ thÊp th× nhiÖt ®é ho¹t hãa tèi ­u ®­îc chän lµ 670oC.<br /> NhËn xÐt chung:<br /> Tõ c¸c kÕt qu¶ thÝ nghiÖm kh¶o s¸t ¶nh h­ëng cña c¸c yÕu tè ®Õn chÊt l­îng v¶i than<br /> ho¹t tÝnh trong môc 3.1. Chän ®­îc ®iÒu kiÖn tèi ­u ®Ó chÕ t¹o v¶i than ho¹t tÝnh cã chÊt<br /> l­îng tèt, cã thÓ øng dông trong thùc tÕ:<br /> - Nång ®é phô gia tÈm H3PO4 lµ: 10%.<br /> - Thêi gian ho¹t hãa lµ: 50 phót.<br /> - NhiÖt ®é ho¹t hãa 670oC.<br /> 3.2. §iÒu chÕ vµ ®¸nh gi¸ chÊt l­îng v¶i than ho¹t tÝnh<br /> V¶i than ho¹t tÝnh ®­îc ®iÒu chÕ theo quy tr×nh ®· ®­îc x¸c lËp ë môc 3.1 víi ®iÒu<br /> kiÖn lµ:<br /> - Nång ®é phô gia tÈm H3PO4 lµ: 10%.<br /> - Than hãa ë nhiÖt ®é 230oC trong 4 giê m«i tr­êng kh«ng khÝ, tèc ®é lß quay 10<br /> vßng/phót.<br /> - Ho¹t hãa: thời gian 50 phút, nhiÖt ®é 670oC, trong m«i tr­êng khÝ tr¬.<br /> §¸nh gi¸ c¸c chØ tiªu tÝnh chÊt cña v¶i than ho¹t tÝnh chÕ t¹o.<br /> KÕt qu¶ ®o ®¼ng nhiÖt hÊp phô - gi¶i hÊp phô h¬i benzen víi mÉu v¶i than ho¹t tÝnh<br /> trªn c©n McBell trªn h×nh 4.<br /> (P/Po)/{a(1-P/Po)}<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 6 0.12<br /> a (mmlo/g)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> y = 0.2865x + 0.0002<br /> 5 0.1<br /> R2 = 0.9988<br /> <br /> 4 0.08<br /> HÊp phô<br /> 3 gi¶I hÊp phô 0.06<br /> Mẫu vải cacbon hoạt tính<br /> 2 0.04<br /> a<br /> 1 0.02 b<br /> <br /> 0 0<br /> 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 P/P0 P/Po<br /> <br /> <br /> H×nh 4. §­êng ®¼ng nhiÖt hÊp phô - gi¶i hÊp phô<br /> víi h¬i benzen trªn v¶i than ho¹t tÝnh ë tO= 25OC (a) vµ ®å thÞ ®­êng BET (b).<br /> <br /> <br /> KÕt qu¶ trªn h×nh 4, cho thÊy:<br /> - §­êng ®¼ng nhiÖt hÊp phô - gi¶i hÊp phô h¬i C6H6 t¨ng nhanh ®Õn møc gÇn<br /> nh­ dùng ®øng ë vïng ¸p suÊt tõ 0  0,175, t¨ng chËm ë vïng ¸p suÊt tõ 0,175 <br /> 0,99 ®iÒu ®ã chøng tá mÉu v¶i than ho¹t tÝnh cã hÖ lç nhá ph¸t triÓn nhiÒu h¬n lç<br /> trung.<br /> <br /> <br /> 136 B.V.Tµi, N.H.Phong, T.V. Chung, “ Nghiên cứu điều chế vải than… phụ gia axit H3PO4”<br /> Nghiªn cøu khoa häc c«ng nghÖ<br /> <br /> - Dung l­îng hÊp phô h¬i benzen cùc ®¹i t¹i P/Ps=0,99 lµ as= 4,66 mmol/g.<br /> - Dung l­îng hÊp phô h¬i benzen t¹i ®iÓm x¶y ra ng­ng tô mao qu¶n lµ a0 = 3,74<br /> mmol/g.<br /> + ThÓ tÝch lç nhá lµ: vn = 0,3327 cm3/gam.<br /> + ThÓ tÝch lç trung lµ: vtr = 0,084 cm3/gam.<br /> + DiÖn tÝch bÒ mÆt theo BET lµ: S = 840,3 m2/g.<br /> KÕt qu¶ ®o c¸c th«ng sè kü thuËt cña v¶i than ho¹t tÝnh chÕ t¹o ®­îc theo quy<br /> tr×nh ®· x¸c lËp vµ mÉu v¶i than ho¹t tÝnh cña Nga thÓ hiÖn trong b¶ng 4.<br /> <br /> <br /> B¶ng 4. Mét sè th«ng sè kü thuËt cña v¶i than ho¹t tÝnh.<br /> MÉu MÉu<br /> TT ChØ tiªu kü thuËt §¬n vÞ ®o<br /> chÕ t¹o cña Nga<br /> 1 Khèi l­îng riªng thùc g/cm3 2,101 -<br /> 2 Khèi l­îng riªng biÓu kiÕn g/cm3 0,745 -<br /> 3 Tæng thÓ tÝch lç cm3/g 0,866 -<br /> 4 ThÓ tÝch lç bÐ cm3/g 0,3327 0,28<br /> 5 ThÓ tÝch lç trung cm3/g 0,0840 0,11<br /> 6 ThÓ tÝch lç lín cm3/g 0,4493 -<br /> 7 Dung l­îng hÊp phô cùc ®¹i víi h¬i mM/g 4,66 4,38<br /> benzen<br /> 8 BÒ mÆt riªng BET m2/g 840,3 761<br /> 9 Độ bền kéo đứt, (däc - ngang) N 77 - 54 -<br /> <br /> <br /> KÕt qu¶ trªn b¶ng 4 thÊy r»ng: MÉu v¶i than ho¹t tÝnh ®­îc chÕ t¹o tõ v¶i sîi<br /> visco ViÖt Nam ®­îc tÈm axit H3PO4 cã diÖn tÝch bÒ mÆt, thÓ tÝch lç nhá, thÓ tÝch lç<br /> trung t­¬ng ®­¬ng víi mÉu v¶i than ho¹t tÝnh cña Nga. MÉu v¶i than ho¹t tÝnh chÕ<br /> t¹o hoµn toµn cã thÓ sö dông lµm vËt liÖu hÊp phô vµ vËt liÖu mang tÈm phô gia xóc<br /> t¸c sö dông trong thùc tÕ.<br /> <br /> <br /> 4. kÕt luËn<br /> 1. §· nghiªn cøu x¸c lËp quy tr×nh chÕ t¹o v¶i than ho¹t tÝnh tõ sîi visco ViÖt Nam<br /> ®­îc tÈm phô gia axit H3PO4.<br /> 2. §· x¸c lËp ®iÒu kiÖn ®Ó chÕ t¹o mÉu v¶i than ho¹t tÝnh cã chÊt l­îng tèt lµ:<br /> - Nång ®é phô gia H3PO4 lµ: 10%.<br /> - Thêi gian ho¹t hãa lµ: 50 phót.<br /> - NhiÖt ®é ho¹t hãa lµ: 670oC.<br /> 3. V¶i than ho¹t tÝnh ®­îc chÕ t¹o tõ v¶i sîi visco ViÖt Nam tÈm axit H3PO4 cã diÖn<br /> tÝch bÒ mÆt vµ ®é bÒn cao; hoµn toµn cã thÓ sö dông lµm vËt liÖu hÊp phô vµ vËt liÖu<br /> mang tÈm phô gia xóc t¸c sö dông trong thùc tÕ.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> T¹p chÝ Nghiªn cøu KH&CN qu©n sù, Sè 33, 10 - 2014 137<br />  Hãa häc & Kü thuËt m«i tr­êng<br /> <br /> Tµi liÖu tham kh¶o<br /> [1] NguyÔn Hïng Phong, Lª Xu©n TuÊn, Bïi V¨n Tµi, “Nghiªn cøu ®iÒu chÕ chÊt<br /> hÊp phô sîi cacbon”, TuyÓn tËp b¸o c¸o khoa häc Héi nghÞ Hãa häc toµn quèc<br /> lÇn IV (2003) tr. 81-87.<br /> [2] Fukuda et al (1976), “Process for the preparation of carbon fibers”; Patent US<br /> 3969268, p1-12 .<br /> [3]. Surendra Bhati et al, “Study on effect of chemical impregnation on the surface<br /> and porous characteristics of activated carbon fabric prepared from viscose<br /> rayon”, Carbon Letters Vol. 15, No. 1, (2014), p.45-49.<br /> [4]. Mekala Bikshapathi, “Preparation of Activated Carbon Fibers from Cost<br /> Effective Commercial Textile Grade Acrylic Fibers” Carbon Letters Vol. 12,<br /> No.1 March 2011 pp.44-47.<br /> <br /> abstract<br /> Study on the activated carbon fibers is made by Viet Nam<br /> viscose fibers impregnated H3PO4 acid<br /> This paper describes research results prepared activated carbon cloth<br /> from Viet Nam viscose cloth was impregnated by acid H3PO4. The research<br /> methods used: measurement of the benzene vapor adsorption capacity, the<br /> strength measurement. The results show that the tensile strength of activated<br /> carbon cloth depends on the wetting agent concentration, activation time and<br /> activation temperature. When activated at a temperature of 670°C, time 50<br /> minutes, H3PO4 acid concentrations from 10% reaches the surface area of<br /> 840 m2/g, benzene vapor adsorption capacity reached 4.66 milimol/g, strength<br /> 77-54 N vertical-horizontal.<br /> Keywords: Activated carbon, Activated carbon fabric, Activated carbon fiber.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> NhËn bµi ngµy 27 th¸ng 08 n¨m 2014<br /> Hoµn thiÖn ngµy 15 th¸ng 09 n¨m 2014<br /> ChÊp nhËn ®¨ng ngµy 02 th¸ng 10 n¨m 2014<br /> <br /> <br /> <br /> §Þa chØ: ViÖn Hãa häc - VËt liÖu, 17 Hoµng S©m - NghÜa §« - CÇu GiÊy – Hµ néi.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 138 B.V.Tµi, N.H.Phong, T.V. Chung, “ Nghiên cứu điều chế vải than… phụ gia axit H3PO4”<br />