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活性炭纤维的广泛应用

【摘要】:用来生产活性炭纤维的原料包括两部分,一部分是主料,或者称为原料,一部分为辅料,或者称为添加剂。活化后的活性炭纤维即为具有吸附性的活性炭纤维。活性炭纤维具有许多粒状炭所没有的特点。活性炭纤维再生比较容易,重复使用性好。尽管活性炭纤维具有许多优点,目前活性炭纤维产品的价格还比较高。由于其独特的性质,活性炭纤维在许多领域有着广泛的应用。

活性炭纤维(Activated carbon fiher,ACF)近年来在水处理领域引起了越来越多的关注。用来生产活性炭纤维的原料包括两部分,一部分是主料,或者称为原料,一部分为辅料,或者称为添加剂。可以作为活性炭纤维原料的包括聚丙烯腈、酚醛粘胶丝、沥青、聚乙酸乙烯等等。一般的生产过程是,原料先经过处理使之纤维化。随后,含碳质的纤维在700~1000℃的温度下,在水蒸气或者二氧化碳的环境中进行活化。活化后的活性炭纤维即为具有吸附性的活性炭纤维。添加剂的作用一般是优化或者强化活性炭纤维的生产过程或者是活性炭的性质,比如降低活化的温度,提高活性炭纤维的强度或者吸附容量等等。

活性炭纤维具有许多粒状炭所没有的特点。活性炭纤维含碳量高,孔径分布窄,微孔发达,容易与吸附质接触。由于活性炭纤维的微孔发达,吸附质几乎可以只通过微孔到达吸附位置,这样,活性炭纤维吸附的动力学过程几乎不包括粒状炭吸附过程中通常为速度控制步骤的孔内扩散过程,所以吸附的速度比较快。有研究表明,在相同状况下,活性炭纤维对一些芳香族化合物的吸附系数高于粒状活性炭对这些芳香族化合物的吸附系数5~10倍。活性炭纤维的导电性好,因此可以做成活性炭纤维电极。活性炭纤维再生比较容易,重复使用性好。一项用活性炭纤维处理洗衣废水的研究表明,在真空下加热即可恢复活性炭纤维的吸附性能,而且,活性炭纤维的吸附性能经过十次再生后才开始逐渐下降。还有报道称,一种原料为粘胶纤维的活性炭纤维,在对苯饱和蒸汽的吸附试验中,其吸附容量在反复吸脱过程中有所增加。除了纤维状以外,活性炭纤维制品可以加工成多种形式,如线状、纸状或者毡状,然后制成各种形式的过滤器。尽管活性炭纤维具有许多优点,目前活性炭纤维产品的价格还比较高。

由于其独特的性质,活性炭纤维在许多领域有着广泛的应用。这些用途包括溶剂的回收、空气的净化、水中脱氯、饮用水处理以及空气过滤等等。