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空气中的污染物类别非常多,其中氮氧化物污染严重,是最不能忽视的污染气体之一。对于长期待在室内的人们来说,若空气中氮氧化物的浓度过高,会对其健康造成很大的危害。研究者们对于活性碳纤维吸附氮氧化物的研究以及对于活性碳纤维改性和改性后活性碳纤维的吸附能力已经有了一些深入的研究。但是研究者们对于定量地研究各环境因素对活性碳纤维吸附氮氧化物的影响相对较少。本研究主要是想利用活性碳纤维对氮氧化物的吸附能力从而将其应用到空调系统中,以实现室外空气通过空调系统进入室内之前已被优化的目的。这对于减少室内空气中的氮氧化物是非常有意义的。本文在充分总结相关研究内容及结果的基础上,设计并搭建了一套开式循环系统,同时自制了活性碳纤维吸附过滤器。采用浸渍法用硝酸溶液对活性碳纤维表面改性,并对所制得的改性活性碳纤维进行BET、SEM、XPS和FT-IR表征分析。在此基础上,以室外空气中的氮氧化物为目标污染物,设定不同的实验条件,在搭建的开式循环系统中进行一系列的吸附反应实验从而得出规律。将活性碳纤维改性,并在开式循环系统中进行氮氧化物的吸附实验以探究其吸附氮氧化物效率;考察室外空气中氮氧化物初始浓度、吸附过滤器处风速、以及温度等环境因素对吸附效果的影响,同时在不同风速下测定活性碳纤维过滤器前后的阻力值。最后对进行实验后的活性碳纤维进行脱附实验以考察其重复利用性。所得到的结论包括以下几点:(1)根据改性前后活性碳纤维的BET表征结果,由N2等温吸附脱附图谱显示,改性前后的活性碳纤维吸附脱附等温线皆为I型;对比改性前后活性碳纤维的比表面和孔结构参数发现,改性后活性碳纤维的比表面积减小、孔容变小、孔径减小。改性后的活性碳纤维吸附能力较改性前提高。(2)根据改性前后活性碳纤维的SEM表征结果显示,未改性的活性碳纤维表面平整光滑,排列整齐,表面未附着有任何异物。改性后的活性碳纤维,表面沟壑隆起端口增多,而经过吸附实验之后改性活性碳纤维表面沟壑明显减少,与实验之前相比表面发生了很大的变化。(3)据改性前后的活性碳纤维的XPS图显示,活性碳纤维经硝酸溶液浸渍改性后引入含氮官能团和含氧官能团,增加了活性官能团的极性,因而可以更加有效提高活性碳纤维表面吸附氮氧化物的能力。(4)通过改性前后的活性碳纤维FT-IR图可以观察到经过硝酸改性的活性碳纤维羟基峰明显增强。通过浸渍改性,活性碳纤维表面引入了大量的羟基。(5)采用浸渍法对活性碳纤维进行改性,对改性前后的活性碳纤维在开式循环系统内进行氮氧化物吸附实验。实验结果表明,改性后的活性碳纤维吸附效果优于改性前的活性碳纤维,且在同等吸附条件下,改性前后活性碳纤维的吸附趋势大体一致。(6)在某一特定温度、特定风速下,改性前后的活性碳纤维脱氮率随室外空气中氮氧化物初始浓度的升高而减小;在某一特定氮氧化物初始浓度和特定风速范围内,脱氮率随温度的升高呈现先增大后减小的趋势;在某一特定氮氧化物初始浓度和特定温度范围内,脱氮率有随风速的升高而先增大后减小的趋势。(7)吸附实验时改性前后活性碳纤维的前后阻力值随风速的增加而增加,2.5m/s的风速时,阻力值约为50Pa。(8)改性后活性碳纤维在工况比较好的情况下,其吸附率在60%左右。水洗脱附5次后脱氮率平均仅降低2.35%,具有很好的重复利用性。实验结果证明可以将其应用到空调系统中。