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《活性炭纖維吸附和脫附技術(shù)設(shè)計(jì)研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、專業(yè)資料整理活性炭纖維吸附及脫附技術(shù)研究程萍(常州大學(xué)環(huán)境與安全工程學(xué)院,江蘇常州213164）摘要：活性炭之后出現(xiàn)新一代的吸附材料：活性炭纖維，活性炭纖維的吸附力比顆?；钚蕴扛邘妆兜綆资?，吸附的速率也快到近100~1000倍，具有比分布均勻、吸附速度快、雜質(zhì)少、表面積大、孔徑適中、等優(yōu)點(diǎn)。本文介紹了活性炭纖維的特征意義、制備技術(shù)、脫附技術(shù)、發(fā)展趨勢和應(yīng)用等方面。關(guān)鍵詞：活性炭纖維；制備方法；脫附技術(shù)；應(yīng)用領(lǐng)域StudyonAdsorptionandDesorptionofActivatedCarbonFibersCHENGPing(School
2、ofEnvironmentalandSafetyEngineering,ChangzhouUniversity,Changzhou213164,China)Abstract：Activatedcarbonfiberisanewgenerationofadsorbentafteractivatedcarbon.Itsadsorptioncapacityisseveraltoseveraltimeshigherthanthatofgranularactivatedcarbonanditsadsorptionrateis100-1000timesfast
3、er.Ithastheadvantagesoflargesurfacearea,moderateporesize,uniformdistribution,fastadsorption,Lessadvantages.Inthispaper,thecharacteristicsofactivatedcarbonfiber,preparationtechnology,desorptiontechnology,developmenttrendsandapplications.Keywords:Activatedcarbonfiber;preparation
4、means;desorptiontechnology;applicationfields1.活性炭纖維的特征意義1.1活性炭纖維定義活性炭纖維（ActivatedCarbonFiber，簡稱ACF）是經(jīng)過活化的含炭纖維，簡單地說它是將某種含碳纖維經(jīng)過高溫活化，然后表面出現(xiàn)納米等級的孔徑，比表面積增加，物化特性也隨之改變[1]。1.2比傳統(tǒng)活性炭優(yōu)勢的體現(xiàn)傳統(tǒng)活性炭是通過活化處理的多孔炭，呈現(xiàn)顆粒狀或者粉末狀，活性碳纖維為纖維狀，纖維上很多微孔，對于有機(jī)氣體，活性炭纖維的吸附力比傳統(tǒng)活性炭在空氣中高幾倍至幾十倍，水溶液中也高5到6倍，吸附速率快到10
5、0至1000倍。近20多年活性炭纖維才開始使用，只有個(gè)別國家能生產(chǎn)它。它的原料可以是紙、布、絲等形式，它的市場價(jià)格比較高，40完美WORD格式專業(yè)資料整理萬/噸左右，(煤質(zhì)活性炭價(jià)格1萬/噸左右，椰殼活性炭價(jià)格2萬/噸左右)。但它的制品成本只略有提高是因?yàn)樗闹亓勘容^輕[2]。根據(jù)它的超強(qiáng)吸附能力可用在工業(yè)上回收有機(jī)溶劑，凈化用水和空氣。ACF具有比表面積大、孔徑適中、分布均勻、吸附速度快、雜質(zhì)少等優(yōu)點(diǎn);被廣泛運(yùn)用于工業(yè)、食品、空氣凈化、水處理、航空、軍事等行業(yè)。1.3活性炭纖維的結(jié)構(gòu)1.3.1物理結(jié)構(gòu)ACF微孔為主要孔，達(dá)到總體積90%以上,無大
6、孔過渡孔,孔徑單分散而且小[3]。ACF的孔徑小,所以吸附分子進(jìn)入微孔時(shí)被孔壁向內(nèi)輻射的引力所握持,所以ACF不僅吸附量大,而且吸附力強(qiáng)。它的微孔直接分布于纖維的表面,所以吸附時(shí)能夠直接與吸附質(zhì)接觸,吸附和解吸過程很短,因此有較高的吸附速率和解吸速率。1.3.2化學(xué)結(jié)構(gòu)ACF內(nèi)碳元素量達(dá)到80%以上,主要由碳原子組成還有少量氧元素和氫元素,部分還有少量N、S等雜原子?；钚蕴坷w維表面的碳和氧元素能結(jié)合形成一系列支配表面化學(xué)結(jié)構(gòu)的含氧官能團(tuán)[4]。1.4活性炭纖維的特點(diǎn)比表面積大，一般可達(dá)1000到1500m2/g,吸附容量是粒狀活性炭的5到10倍。外
7、表面積大，吸脫附速度快，位粒狀活性炭的10到100倍，成本低，設(shè)備體積小，強(qiáng)度較高，不容易密實(shí)和粉化，也不會(huì)造成二次污染。純度高，可用于醫(yī)療衛(wèi)生和食品等工業(yè)[5]。由于碳含量高，耐高溫，在4000C以下正常使用。ACF吸附效率高，可以吸附重金屬和低濃度的有害氣體。2.活性炭纖維的制備技術(shù)2.1預(yù)處理預(yù)處理主要分預(yù)氧化和鹽浸漬兩種。鹽浸漬顧名思義就是把原料纖維充分浸漬在鹽溶液中,之后將其干燥。此方法比直接進(jìn)行炭化或活化的既提高收率,同時(shí)也改善了其纖維力學(xué)和吸附性能。預(yù)氧化處理一般采用空氣預(yù)氧化,原料纖維在一定的溫度范圍內(nèi),慢慢預(yù)氧化一段時(shí)間,或按照一
8、定升溫程序升溫預(yù)氧化[6]。預(yù)氧化主要是防止纖維高溫炭化和活化的時(shí)候發(fā)生熔融并絲。將預(yù)氧化和鹽浸漬處理相結(jié)合效果最佳。2.
