1. 前言

我国每年都有大量的麦秸杆等农作物在乡间焚烧，不仅污染了周围环境，同时也是对资源的浪费，所以，将这些资源转化为活性炭资源，变废为宝，通过对活性炭的筛选，探究不同种类活性炭对活性炭与超高分子量聚乙烯复合而成的炭塑复合材料性能的影响，对活性炭进行研究和甄别，从其化学性能和物理性能多方面研究。

关键词：活性炭；超高分子量聚乙烯；炭塑复合材料

二﹑主体部分

活性炭作为我们生活中并不陌生的碳元素，不同的活性炭其物理和化学性能也不同，活性炭可被用于气相或液相吸附剂以及催化剂的载体.就活性炭自身来说,影响其吸附性能的不外乎孔隙的物理结构和孔表面的化学结构.大部分关于活性炭气相吸附的文献表明,在这一类型的相互作用中,活性炭的孔形态(表面积和孔径分布)是主要参数,而表面化学特性的影响不显著;另一方 面,在活性炭液相吸附过程中或活性炭作为催化剂载体,炭表面化学特性对吸附性能产生显著影响,由于活性炭的化学特性同样对其吸附性能产生重要的影响。^[1]

活性炭具有很大的吸附性能主要是由其特殊的 表面结构特性和表面化学特性所决定,同时,活性炭的电化学性质对吸附性能也有很大的作用。活性炭 的表面化学性质和表面结构特性决定其吸附性能。^[2]活性炭表面有很多细小的孔，被称为活性炭的孔结构,是制备过程中在无定形炭基本微晶之间清除了各种含碳化合物及无序炭(有时也从基本微晶的石墨层中除去部分炭)后所产生的孔隙。使用不同方法研究发现,孔的形状多种多样,有些孔具有缩小的入口(墨水瓶状),有些是两端敞开或一端封闭的毛细管,还有些是两平面之间或多或少呈规则状的狭缝、V形孔、锥形孔等。^[3]

不同的结构特性决定了活性炭的物理性吸附。结构特性主要是指微孔体积、比表面积和微孔结构等,普通活性炭存在灰分高、孔容小、微孔分布过宽、比表面积小和吸附性能差等特点。因此,有必要对其结构 进行改性。活性炭的比表面积、孔径分布等物理性质对其吸附能力有很大的影响。活性炭的孔径分布 是影响吸附容量的主要因素,这是因为分子筛的作用,当尺寸较大的吸附质分子不能进入孔直径比其小的孔内,孔径与吸附质分子的关系及吸附性能如下：

(1)吸附质分子大于孔直径时,会因为分子筛的作用,分子将无法进入孔内,起不到吸附的作用;(2)吸附质分子约等于孔直径时,即孔直径与分子直径相当,活性炭的捕捉能力非常强,但它仅适用于极低浓度下的吸附,因此工业应用前景不大;(3)吸附质分子小于孔直径时,在孔内会发生毛细凝聚作用,吸附量大;(4)吸附质分子远小于孔直径时,吸附质分子虽然易发生吸附,但也较容易发生脱附,脱附速度很快,而且低浓度下的吸附量小。^[4]

本课题主要从三种活性炭入手，果壳类活性炭（以椰子壳、核桃壳、杏核壳等制成的活性炭），煤质（以褐煤、泥煤、烟煤、无烟煤等制成的活性炭）和木质类（以木屑、木炭等制成的活性炭）三种进行区分比较，将三种活性炭分别与超高分子量聚乙烯结合，并进行实验数据的测量。

超高分子量聚乙烯的压制烧结成型与PTFE的粉末烧结成型基本相似，即首先将粉末在室温下加压，制成有适 当密度和强度的压缩物，然后在规定的温度下进行烧结而行^[5]