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知識類型

論文

標題

木質廢棄物製造之碳化材的基本性質與利用

作者

洪崇彬

出版單位

國立臺灣大學 森林學研究所

出版年月日

2002

原文摘要

本研究針對木質廢棄物製造之碳化材進行研究,研究時將不同來源木質廢棄物進行碳化處理,製造碳化材等機能性碳材料,再應用此碳化材至新用途。研究中探討六種不同樹種碳化材之比重與真密度、收炭率與收縮率、電阻係數、微結晶面尺寸、晶體層間距離等性質,並以掃描式電子顯微鏡觀測其組織構造,最後依其性質,針對碳化材電磁屏蔽與毒性氣體吸附等效能加以探討,以期達到碳化材新用途利用的目標。 經過探討得知碳化材比重、真密度與收縮率大致隨碳化溫度上升而增加。其中真密度值可達2.0 g/cm3以上,並顯示出碳化溫度700℃以上木材基本結構轉變為非晶質炭的物理變化。而收縮率與真密度值亦有正相關性。收炭率則與碳化溫度成負相關。碳化溫度500℃以上時碳化材之碳元素含量(C%)達80%,碳化溫度達1600℃時,達99%以上。碳原子比例值亦會隨碳化溫度上升而增加。而各樹種碳化材SEM觀察顯示在碳化溫度1200℃以上在碳化材徑切面上之細胞腔內有不同物質生成。 碳化材電阻係數隨碳化溫度增加呈曲線狀減低,且在碳化溫度700~900℃以上急速降低,其電阻係數對數值(logρ)隨C% 增加而下降。另外,縱向logρ值隨收縮率增加呈直線狀降低,隨真密度增加呈曲線狀降低。而由拉曼光譜分析得知,隨碳化溫度增加,碳化材石墨結構比例有增加情形,但石墨化程度與結晶層面的擴展程度相當有限。X射線繞射分析方面,碳化材在碳化溫度700℃以上時繞射角度會上升,晶體層間距會縮短。碳化材電磁波屏蔽效能(E.S.E.)隨碳化溫度上升而增大,碳化溫度800℃以上可達屏蔽等級3,符合一般設計需求。E.S.E.與電阻係數(ρ)及真密度(D)有顯著關係,碳化溫度1000℃泡桐碳化材E.S.E.平均值最高,達60.6 dB,效果與金屬網相當。就泡桐碳化材而言,升溫速度與E.S.E.成負相關,以3 ℃/min速度為宜。最後柳杉、杉木、紅櫟木與泡桐碳化材對於氨氣與二氧化硫具有吸附效能,大部分可達到或優於市售對照組之效能,泡桐碳化材最佳。

關鍵字

木質廢棄物、碳化材、電磁屏蔽效能、微結晶面尺寸、晶體層間距離、氣體吸附效能 Wooden wastes、Carbonized materials、Electromagnetic shielding efficiency、Microcrystalline planar size、Iinterplanar spacing、gas absorption ability

連結

https://hdl.handle.net/11296/k644fv

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更新日期2024.11.21