活性炭纤维(完整)方共36页文档
活性炭纤维(完整)方
ACF碳纤维和其他活性炭材料吸附能力对比
粉末活性炭（Pac）<活性炭棒（CTO）<颗粒活性炭（GAC）<碳纤维（ACF）
三.活性炭的合成方法及原理
1.合成方法 ：目前用作活性炭纤维前驱体的有机纤维主要 有粘胶基、聚丙烯睛基、沥青基、酚醛基四种，除此之外 ，还有采用其他原料制成的，如聚偏二氯乙烯、聚酞亚胺 纤维、PBO纤维、聚苯乙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚氯乙 烯基、PVA基等，不同的原料纤维有不同的炭化和活化特 性，制成的活性炭纤维的特点有所不同 2.原理：活性炭纤维是经过活化的含碳纤维，将某种含碳 纤维，经过高温活化（不同的活化方法活化温度不一样） ，使其表面产生纳米级的孔径，增加比表面积，从而改变 其物化特性。
3）大气治理和空气净化
4）应用于医学领域 5）有机合成催化剂或催化剂载体
1、饮用水的净化
ACF的微孔孔径具有可调节性，可以针对不同的有机微污
染物，选择性的设计出具有不同吸附性能的ACF，从而能 够去除水源中的各种污染物质。 ACF对水质混浊有明显的澄清作用，可以除去水中的异臭、 异味；对氰、氯、氟、酚等有机化合物去除率达90％以上， 对细菌有极好的过滤效果，如大肠杆菌去除率达98％。
四.活性炭的加工工艺
目前活性炭纤维的生产主要是聚丙烯腈基和沥
青基、黏胶基，其他炭纤维很少。 活性炭纤 维生产加工工艺如下1)浸渍(预处理)；2)氧化 工艺；3)碳化工艺；4)活化工艺，活化时尽可 能多地造孔，形成多孔结构
活性炭纤维加工工艺流程图
五.活性炭纤维应用情况
1）废水治理及水净化 2）回收溶剂
1.活性炭纤维优良的吸附性能：
吸附容量大，达到吸附平衡的速率快，对有机
蒸气的吸附量比粒状活性炭大几倍甚至几十倍；
活性炭纤维
活性炭纤维是一种新型、高效、多功能吸附材料，产品为黑色、毡状织物，具有比表面积大，孔径分布窄，在液相、气相中对有机物和阴、阳离子吸附效率高，吸、脱附速度快，可再生循环使用，同时耐酸、碱，耐高温，适应性强，且可加工成任何形状，该产品在防止环境污染、食品加工、医疗卫生、劳动保护及国防等领域，具有广泛的应用前景，如饮用水净化、工业污水处理、空气净化、脱臭、防毒、液体脱色、溶剂回收等。
二.活性炭纤维毡（布）系列主要指标:比表面积（m2/g）：700-1500碘吸附（mg/g）：700-1500苯吸附（%）：25-50亚甲蓝脱色（mg/g）：100-200其它数据原料：聚丙稀晴基，粘胶基，复合型规格：长度：0.5-30m宽度：0.6-1.2m厚度：1-5mm包装：10KG/纸箱体积：1200mm活性炭纤维毡(ACF FELT) 活性炭纤维毡采用天然纤维或人造纤维无纺毡经炭化、活化等系列工艺制成。
性能：极大的比表面积：900-220m2/g，吸附容量大。
微孔直径：5-100A。
，吸附速度快，是颗粒活性碳的10-100倍。
脱附方便，且脱附以后活性炭纤维吸附能力基本不变。
良好的导电性，耐酸、碱，成型性好。
用途：溶剂回收，空气净化，水净化防毒、防化，医用，除味，除臭，耐高温及保温电极材料。
粘胶基活性炭纤维毡是以粘胶纤维毡为原料制得的活性炭纤维，用途①溶剂回收：对苯类、酮类、酯类、石油类均能吸附回收；②空气净化：能吸附过滤空气中的恶臭、体臭、烟气、毒气、O3、SO2等。
③水净化：能去除水中的重金属离子、致癌物质、臭味、霉味、细菌及脱色等；可用于自来水、食品工业用水及工业用纯水等处理；④环保工程：废气及污水处理；⑤防毒口罩、防毒衣、香烟过滤嘴等；⑥贵金属提炼或回收、吸附放射性物质，也可用于作为催化剂载体、气相色谱的固定相；⑦医药上用于包扎带，急性解毒剂、人工肾脏等；⑧电子及能源方面应用，如高容量电容、蓄电池等；⑨耐高温及保温材料活性炭纤维新技术活性炭纤维对有机气体及恶臭物质（如正丁基硫醇等）吸附量比粒状活性炭（GAC）大几倍至几十倍。
活性炭纤维在治理水和大气污染中的应用
活性炭纤维在治理水和大气污染中的应用1. 引言1.1 活性炭纤维的概述活性炭纤维是一种具有高效吸附性能的纤维材料，其具有大表面积、孔结构合理、化学活性高等特点。
活性炭纤维通常由天然纤维或合成纤维作为载体，经过一系列的化学处理和高温炭化制备而成。
由于其特殊的结构和材料性质，活性炭纤维在环境治理中具有广泛的应用前景。
活性炭纤维具有优异的吸附性能，能够有效去除水和大气中的有机物、重金属离子、恶臭气体等污染物质。
与传统颗粒状活性炭相比，活性炭纤维具有更高的比表面积和更均匀的孔结构，能够实现更高效的吸附和去除效果。
活性炭纤维还具有良好的可再生性和可回收性，有利于环境友好型的治理方式。
在近年来的研究中，活性炭纤维得到了广泛关注和应用，成为治理水和大气污染的重要材料之一。
活性炭纤维的独特性能和优势使其在环境治理领域具有巨大的潜力，为改善环境质量和保护生态环境做出了重要贡献。
随着技术的不断进步和研究的深入，活性炭纤维在环境治理中的应用前景将更为广阔，为打造清洁美丽的环境提供更多可能性。
1.2 活性炭纤维在治理水污染中的应用活性炭纤维在治理水污染中的应用主要是通过吸附和过滤的作用，有效去除水中的有机物质、重金属离子、药物残留等有害物质。
活性炭纤维具有大比表面积、孔隙结构发达、化学稳定性好等特点，使其具有很强的吸附性能，能够高效地吸附水中的污染物质。
活性炭纤维还可以通过电化学或化学反应来氧化还原水中的有机物，进一步提高水质的净化效果。
在水污染治理中，活性炭纤维常常被制成滤芯、滤网等形式进行应用，可以广泛用于水处理设备中，如家用净水器、工业废水处理设备等。
通过在水中流动，活性炭纤维可以高效地将污染物质吸附或分解，使水质得到有效净化。
活性炭纤维在水污染治理领域具有广阔的应用前景，未来有望成为一种重要的水处理材料，为改善水质、保护水资源发挥重要作用。
1.3 活性炭纤维在治理大气污染中的应用活性炭纤维通过吸附空气中的有害气体和颗粒物，可以有效净化空气，改善空气质量。
活性炭纤维
3.2聚丙烯腈(PAN)基活性炭纤维生产工艺
• 3.2.1 聚丙烯腈基活性炭纤维生产工艺概况 • 聚丙烯腈基活性炭纤维的结构是无定形石墨 碳，含有六角碳层，碳层中有各种尺寸的缝 隙，而且从小缝隙到大缝隙依次排列。由聚 丙烯腈原丝制备聚丙烯腈基活性炭纤维的工 艺流程如下： • PAN原丝→预氧化→700℃以下碳化→高于 700℃碳化、活化同时进行→表面处理→卷 取→聚丙烯腈基活性炭纤维。
2、发展过程
• 活性炭纤维是在20世纪60年代在碳纤维（Carbon Fiber，CF）基础上发展起来的。 • 人们经过物理、化学和化学物理法活化处理CF，制 得了具有丰富和发达孔隙结构的功能型碳纤维：活 性炭纤维ACF。 • 1962年，W.F.Abbott，研制成功黏胶基ACF。 • 1972年G.N.Arons研制成功酚醛基和黏胶基ACF。 • 1973年，Ruzic建立商业化ACF。 • 目前用作ACF前驱体的有机纤维主要有黏胶基、聚 丙烯腈基、酚醛基、沥青基、聚乙烯醇基、苯乙烯/ 烯烃共聚物和木质素纤维等，其中前4种均已实现 工业化。
日本acf工业?1966年黏胶纤维制acf织物doying公司醋酸纤维制公司醋酸纤维制acf织物rodyers公司?1972年酚醛制acf织物arns公司?1975年再生纤维素基acftoyobo公司?1976年酚醛树脂基acfnippon公司?1980年化学处理acfkyno公司?1988年煤沥青基acfosaka公司?1992年acf总产量700ta我国acf发展?中国于20世纪70年代末期开展了对活性炭纤维的研究工作基本上采用跟踪法总体落后于国际水平形成规模的主要有黏胶基和聚丙烯腈基其他系列的活性炭纤维如沥青基等以及空心活性炭纤维年代末期开展了对活性炭纤维的研究工作基本上采用跟踪法总体落后于国际水平形成规模的主要有黏胶基和聚丙烯腈基其他系列的活性炭纤维如沥青基等以及空心活性炭纤维活性炭纤维纸活性炭纤维纸等特殊结构的活性炭纤维也在研究中
活性炭纤维（ACF）
活性炭纤维（ACF）活性炭纤维是新一代高效活性吸附材料和环保功能材料，是活性炭的更新换代产品。
较高的技术含量和较高的产品附加值是其主要特征，可使吸附装置小型化，吸附层薄层化，吸附漏损小，效率高，节能经济，可以完成颗粒活性炭无法实现的工作，是任何其它类型的活性炭纤维无法比拟的，性能出类拔萃的活性吸附材料和环保工程材料。
产品结构活性炭纤维（ACF）是用天然纤维或人造有机化学纤维经过碳化制成。
其主要成份由碳原子组成。
碳原子主要以类似石墨微晶片、乳层堆叠的形式存在。
ACF另一引人注目的结构是具有发达的比表面积，丰富的微孔径。
一般活性炭纤维（ACF）的比表面积可达1000-1600m2/g，微孔体积90%左右，其微孔孔径为10A-40A。
产品性能1、吸附容量大：对有机气体恶臭、腥臭物质（NO、NO2、SO2、H2S、NH3、CO、CO2）吸附量比颗粒和粉状活性炭大20-30倍。
对水溶液中的无机物、燃料、有机物质及重金属离子吸附量比颗粒、粉状活性炭高5-6倍。
对微生物及细菌有优良的吸附能力。
（如大肠杆菌的吸附率可达94%-99%）。
对低浓度吸附质的吸附能力特别优良。
如对PPM吸附仍保持很高的吸附量。
而GAC吸附材料往往在低浓度吸附能力大大降低。
2、吸附速度快：对气体的吸附一般在数十秒至数分钟达到吸附平衡，比GAC高2-3个数量级。
3、脱附速度快、易再生：用120℃-150℃热空气加热10-30分钟即可完全脱附。
在多次吸附过程中，仍然保持原有的吸附性能。
4、耐温性能好：在惰性气体中耐高温1000℃以上，在空气中着火点达500℃。
5、耐酸、耐碱，具有良好的导电性能和化学稳定性。
6、灰份少：它的灰份含量仅为GAC的十分之一，对回收物质的催化作用小。
产品用途1、水净化：能除去水中的重金属离子、致癌物质、臭味、铁锈、毒味、细菌及脱色等。
用于自来水、食品工业用水及工业用纯水等。
2、空气净化：能吸附过滤空气的恶臭、烟气、毒气、致癌物质等。
活性炭纤维毡
• 具有较高的拉伸强度，可达300 MPa以上
• 具有较高的孔隙率，可达**90%**以上
• 具有较好的弯曲强度，可达100 MPa以上
• 具有较好的热稳定性，可在200℃以下使用
• 具有较好的压缩强度，可达150 MPa以上
活性炭纤维毡的热性能与电性能
活性炭纤维毡的热性能
• 具有较高的热稳定性，可在200℃以下使用
• 用于制作创伤敷料，提供抗菌消炎作用
⌛️
活性炭纤维毡在新能源领域的应用
• 用于制造超级电容器，提供高电容量和高功率密度
• 用于制造氢燃料电池，提供高质子传导性和高热稳定性
04
活性炭纤维毡的市场需求与产业发展
活性炭纤维毡的市场需求与趋势
活性炭纤维毡的市场需求
活性炭纤维毡的市场趋势
• 随着环保意识的提高，活性炭纤维毡在环保领域的需求
03
活性炭纤维毡的性能优化与应用拓展
活性炭纤维毡的性能优化方法与策略
活性炭纤维毡的性能优化方法
• 表面改性：提高活性炭纤维毡的吸附性能
• 掺杂改性：提高活性炭纤维毡的电性能
• 复合改性：提高活性炭纤维毡的综合性能
活性炭纤维毡的性能优化策略
• 针对不同应用需求，选择合适的改性方法
• 优化改性工艺，提高改性效果
• 政府应加大对活性炭纤维毡产业的支持力度，推动产业
前景广阔
技术创新
• 随着科技的发展，活性炭纤维毡在其他领域的应用潜力
• 政府应加强对活性炭纤维毡产业的监管，确保产品质量
巨大
和环保要求
CREATE TOGETHER
谢谢观看
THANK YOU FOR WATCHING
DOCS
活性炭纤维毡的制备原料
活性炭纤维课件
结 构与 的 孔
脱硫性能
使吸附质分子不需穿过象活性炭上的大孔、中孔而直接到达微 孔的吸附部位,缩短了吸附行程。再者ACF 的外表面积大,在外面 的孔口多,容易使分子吸附和脱附,且孔径分布窄(图2) 。
图2
ACF 与GAC 的孔径分布
脱硫性能
因此ACF 具有常规活性碳无法比拟的优越性,较典型的例子是将ACF应 用于烟气脱硫。ACF 连续脱除烟气中SO2 的原理如下(见图3)。
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用作氧化还原剂
氧化还原功能是ACF 的基本特征之一。曾汉民等对此开展 了大量的研究工作,取得了一系列重要成果。ACF可以作还 原剂,也可成为氧化剂。与普通还原剂不同,ACF 对不同的 氧化金属离子具有不同的氧化还原容量。与弱氧化性的金 属离子反应后的ACF 还可进一步与强氧化性离子进行氧化 还原反应。由于ACF 对Au3 + 、Ag+ 、Pd4 + 等贵金属离 子具有较好的氧化还原吸附性能,能够将高价态金属离子还 原成低价态,以至单质金属,而且所得单质金属呈纳米状态 负载于ACF 上。因此在贵金属的回收、分离及其再利用等 领域得到广泛应用。
阶段二 在20世纪60年代初期，人们开始探索用有机纤维为原料制备活性炭纤维， 在高性能碳纤维研究的基础上，这种新型的碳吸附材料得以问世。它与传 统的活性碳相比，具有独特的微孔结构，并兼具有纤维的各种特性，给工 程应用和工艺设备的优化创造了条件。活性碳纤维的优异性能和广泛的应 用前景，促使活性碳纤维的研究、开发和应用取得了飞速的发展。
活性炭纤维
预处理→炭化 活化 添加剂→结构控制方法 预处理 炭化→活化 添加剂 结构控制方法 工艺设备 炭化 活化→添加剂 结构控制方法→工艺设备
1.预处理预处理主要有盐浸渍和预氧化两种方式。盐浸渍是将原料纤维充分浸渍在盐(磷 预处理预处理主要有盐浸渍和预氧化两种方式。盐浸渍是将原料纤维充分浸渍在盐 磷 预处理预处理主要有盐浸渍和预氧化两种方式 酸盐、碳酸盐、硫酸盐等)溶液中 然后使其干燥。 溶液中， 酸盐、碳酸盐、硫酸盐等 溶液中，然后使其干燥。预氧化处理一般采用空气预氧化的方 原料纤维在一定的温度范围内，缓慢预氧化一定时间， 法，原料纤维在一定的温度范围内，缓慢预氧化一定时间，或者按照一定升温程序升温 预氧化。预氧化主要是为了防止PAN纤维、沥青纤维等高温炭化和活化时发生熔融并丝。 预氧化。预氧化主要是为了防止 纤维、沥青纤维等高温炭化和活化时发生熔融并丝。 纤维 2.炭化是在惰性气体 如氮气或氩气等 环境下于 炭化是在惰性气体(如氮气或氩气等 环境下于800～1000℃对纤维进行热处理，排除大 炭化是在惰性气体 如氮气或氩气等)环境下于 ～ ℃对纤维进行热处理， 部分非碳成分，形成具有类似石墨微晶结构的炭化纤维。 部分非碳成分，形成具有类似石墨微晶结构的炭化纤维。 3.活化是在高温下用氧化性气体刻蚀炭化纤维，使所得ACF具有理想的微孔结构和较高 活化是在高温下用氧化性气体刻蚀炭化纤维，使所得 活化是在高温下用氧化性气体刻蚀炭化纤维 具有理想的微孔结构和较高 的比表面积。 的比表面积。 4. 增加不同的添加剂，可以做到增加过程的速率、降低活化温度、增加纤维强度和弹性 增加不同的添加剂，可以做到增加过程的速率、降低活化温度、 模量、 模量、增加纤维吸附容量等 5.结构控制：ACF的合成工艺和产品结构会因原料不同而不同。为了获得收率高、强度好、 结构控制： 的合成工艺和产品结构会因原料不同而不同。 结构控制 的合成工艺和产品结构会因原料不同而不同 为了获得收率高、强度好、 吸附性能优良的产品，应选择相宜的原料纤维以及炭化和活化条件。 吸附性能优良的产品，应选择相宜的原料纤维以及炭化和活化条件。 6.工艺设备在 工艺设备在ACF的制配中至关重要。英国人发明一种竖立式结构，沿壁面用电加热器加 的制配中至关重要。 工艺设备在 的制配中至关重要 英国人发明一种竖立式结构， 碳化活化一次完成。 热，碳化活化一次完成。而我国目前活性炭纤维的生产仍处于间歇生产或半间歇阶段 。
催化碳材料：碳纤维 活性炭纤维
结 构与
的 孔
1 ACF GAC
脱硫性能
使吸附质分子不需穿过象活性炭上的大孔、中孔而直接到达微孔的 吸附部位,缩短了吸附行程。再者ACF 的外表面积大,在外面的孔口 多,容易使分子吸附和脱附,且孔径分布窄(图2) 。
图2 ACF 与GAC 的孔径分布
脱硫性能
因此ACF 具有常规活性碳无法比拟的优越性,较典型的例子是将ACF 应用于烟气脱硫。ACF 连续脱除烟气中SO2 的原理如下(见图3)。
脱硫反应 基于ACF具有常规活性炭无法比拟的吸附性能，把活性炭纤维用于SO2
脱除具有广阔的应用前景
脱HCl 目前，工业上多采用活性炭及分子筛类催化剂。以PAN-ACF作此类反应的催 化剂，显示出明显的优势。在由1,2-二氯乙烷制氯乙烯的反应中，选择性高 达99%以上，转化率远高于活性炭类催化剂，温度较分子筛催化剂低100150℃，且无积炭现象发生.
5. 体密度小，漏损小，处理速度快，可实现设备小 型化、高效化和自动化；
6. 杂质少，纯度高，不会污染吸附的气体或液体； 7. 强度高，粉尘少，不会造成二次污染； 8. 形态好，后加工性好，适应性强，有纤维、布、
毡、纸以及蜂窝结构、波纹板和各种定型制品； 9. 易再生，失活少，使用寿命长。 10. 导电、导热、蓄热量小，操作、维修方便，使用
2. 有效吸附孔分布窄，属于单分散型，活性炭属于 多分散型孔分布；
3. 没有或很少有大孔，且为径向开孔扩散阻力小， 吸附、脱附有行程短，吸脱速度快，约为活性炭 的10-100倍；
4. 外表面积（0.2-2m2/g)较AC（0.001m2/g)大得多， 吸附位多，吸附容量大；
ACF与AC相比，具有如下特点
丙烯晴共聚用单体 聚合
活性炭纤维(完整)方共35页文档37页PPT
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
谢谢！Leabharlann 61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
活性碳纤维
活性炭材料方面的发展活性碳纤维[1]1.概述活性碳纤维（activated carbon fiber, ACF）是继粉状活性炭和颗粒活性炭之后发展起来的第三代活性炭材料。
人们最初将传统的粉状或细粒状活性炭吸附在有机纤维上或灌倒空心有机纤维里制成纤维状活性炭（fiberous AC, FAC）但所得到产品性能不够理想[2]。
于是，知道20世纪60年代初期，在碳纤维（carbon fiber，CF ）工业得以发展的基础上，人们将CF进行活化处理，才获得这种新型的吸附性能有一的ACF。
2.发展过程最早报道ACF研制成功的事W.F.Abbott ,他于1962年研制成功黏胶基ACF[3]。
1972年，G.N.Arons和R.N.Macnair等研制成功酚醛基和黏胶基AC[4]。
1973年、1977年，R.Y.Lin和J.Economy报道了关于酚醛基ACF的研究成果[5]。
后来建立了一个ACF商业化设备工艺程序[1]。
Bailey和Maggs用路易斯酸来处理黏胶纤维制得ACF[1],并获专利。
随后人们尝试了各种原料来直奔ACF，包括黏胶、酚醛纤维、聚丙烯腈、沥青、聚酰亚胺纤维、异型截面纤维等。
在诸多国家中，日本是开发和应用ACF较多的国家之一[6、7]。
日本东洋纺织公司最早开发了人造丝基ACF，并与1975年工业化，目前产量达到100t∕a；1976年东邦人造丝开发出PAN基ACF；1988年，日本大阪气化公司与尤尼吉卡共同开发出沥青基ACF。
国内从事ACF的开发与研究科研单位及大专院校有许多，在ACF的制备、性能与结构表征、活化机理及应用取得长足进步。
中山大学材料系增汉民教授及其合作者就不同原料ACF的制备、性能测定、反应机理、功能化研究等方面发飙了数十篇论文[8~10]。
1987年中科院山西煤化所沈曾民研究员及其合作者系统开发了通用沥青基ACF，并在其随后的研究工作中，进一步优化和考察了以预氧化纤维为原料的“碳化∕活化”工艺(又称作“一步法”)与传统的“碳化再活化”工艺（有称作“二步法”）的各自优劣，并探讨了不用活化方式对中间相沥青CF和通用级沥青CF的活化规律[11~18]。
活性碳纤维
1ห้องสมุดไป่ตู้ 进展
• 人们曾尝试在粒状或粉状活性炭的基础上开发了纤维状活性 炭（Fibrous Activated Carbon），例如，通过在粘胶人造 丝的纺丝液中加入粒度小于70微米的活性炭，然后进行纺丝。 通过加热聚酯（芯）/聚乙烯（皮）复合纤维而将粒状活性炭 粘在纤维表皮，再热牵伸。或用粘合剂将粒状活性炭粘附在 纤维上。然而，这样制备的纤维状活性炭由于部分炭粒表面 被覆盖使吸附性能下降。人们还试图将活性炭填灌到空心纤 维中的方法制备纤维状活性炭，但工艺复杂，所制纤维较粗， 容易破裂，不适应于纺织操作。
– – – –
碳化过程升温速度 碳化温度 碳化时间 碳化气氛
二、 活性炭纤维
2. 种类及制备工艺
• 活性炭纤维的制备工艺 • （3）活化工艺 • 活化反应是在高温下用氧化性气体刻蚀碳化纤维，生成多孔 的活性碳纤维。
二、 活性炭纤维
. 3 活性炭纤维的修饰改性
• 为了改善活性炭纤维的性能，可通过化学和物理方法对活性 炭纤维的孔结构和表面化学结构进行修饰。 • 。
预处理有两种类型， 其一为盐浸渍预处理。
其二为预氧化处理
二、 活性炭纤维
2. 种类及制备工艺
• 活性炭纤维的制备工艺 • （2）碳化工艺 • 碳化是在惰性气氛中加热升温，逐渐排除纤维中可挥发的非 碳组分，形成类石墨微晶结构的碳化纤维的过程。
二、 活性炭纤维
2. 种类及制备工艺
• 活性炭纤维的制备工艺 • （2）碳化工艺 • 碳化工序的主要工艺参数：
二、 活性炭纤维
1. 进展
• 六十年代初，得益于高性能碳纤维的研究发展和活 性炭的工作积累，人们直接采用纤维为原料进行碳化 －活化，成功制备了活性碳纤维（Activated Carbon Fiber），使新一代的纤维状吸附材料成为 现实 • 七十年代中期，人们成功工业化生产了粘胶基、聚 丙烯腈基、木质素基和酚醛基活性碳纤维 • 八十年代中，又成功开发并工业化生产了沥青基活性 碳纤维。
活性炭纤维的制备工艺研究
活性炭纤维的制备工艺研究一、前言活性炭纤维是一种新型的吸附材料，由于其特殊的结构与性能，能够有效地吸附有害气体和水中的有机物，因此成为了近年来研究的热点之一。
在各种制备工艺中，化学气相沉积法是相对成熟的技术之一，但在实际应用中，其制备周期长、成本高等问题限制了其广泛应用。
因此，本文将围绕活性炭纤维的制备工艺进行深入研究，通过对各种制备工艺的比较和分析，为活性炭纤维的工业化生产提供一定的参考。
二、活性炭纤维的特点活性炭纤维是一种具有高孔隙度、大比表面积、良好的吸附性能和多孔结构的吸附材料。
它的优点主要有以下几点：1.比表面积大：活性炭纤维由于其独特的结构，比表面积一般可达到500-3000m2/g，比传统活性炭的比表面积大出10倍以上，因此吸附性能更为出色。
2.吸附效率高：活性炭纤维由细微的纤维组成，使得其微孔多，孔径分布均匀，因此能够有效吸附液态、气态中的各种有机物等。
3.化学性质稳定：活性炭纤维的碳纤维是纯碳材料，其化学性质稳定，因此在各种不同环境下都可以有很好的应用性能。
三、活性炭纤维的制备方法活性炭纤维的制备方法有多种，根据不同的制备工艺，其孔径大小、比表面积等性质也会有所不同。
常见的制备方法有化学气相沉积法、煅烧纺丝法和激光烧结法等。
1.化学气相沉积法化学气相沉积法是目前比较成熟、研究较多的制备活性炭纤维的方法。
这种方法利用化学反应在碳纤维表面生成孔隙结构和吸附能力较好的碳材料。
基本步骤是将制备好的碳纤维放入反应器中，然后流入匀速气流和反应气体，通过控制温度、压力、反应时间、气体流量等参数，使反应体系发生化学反应，产生气体沉积在碳纤维表面，最终形成多孔的活性炭纤维。
2.煅烧纺丝法煅烧纺丝法是通过添加活性炭纤维前驱体到高分子聚合物中，在升高温度的情况下，高分子热降解，产生一定的孔隙结构和活性炭纤维。
煅烧过程中需要控制升温速度、煅烧温度、保温时间等参数，从而得到一定的孔隙度和比表面积。
3.激光烧结法激光烧结法是通过使用激光束烧结活性炭纤维前驱体，从而制备高性能、高孔隙度的活性炭纤维。
活性炭纤维
•
活性炭纤维的应用相当广泛,可用于有机溶剂的回收装置,水的净
化,有害有毒气体的去除和净化及电子电器材料等。
•
日本是开发活性炭纤维最早的国家,日本的东洋纺织公司1975年
实现了工业化生产。在20世纪70年代,已开始应用有机物炭化技术的
成果用于环境保护等方面,并由此受到各国开发研究人员的密切关注,
现已成为当代世界开发的热点项目之一,并已进入工业化的发展时期, 总产能力为千吨。我国从80年代开始投入力量进行研究,到90年代末 开始进入工业化生产时期,国内的产能为百吨。
活性炭纤维的型号及相关参数
型号
TK1000
TK1300
比表面积 900(㎡/g) 1000
11501250
吸苯量 30-35 (w t%)
38-43
吸碘值 850-900 1100-
(mg/g)
1200
TK 1500 13001400 45-50
13001400
TK-1600
14501550 53-58
活性炭纤维的开发与应用
• 活性炭纤维是继粉状活性碳和粒状活性炭之后的第三代产品。做为新 型功能吸附材料具有成型性好,耐酸耐碱,导电性和化学稳定性好等特 点。其不仅比表面大,孔径适中和分布及吸脱速度快,而且具有不同的 形态,广泛用于环保工业、电子工业、化学工业与辐射防护、医用生 理卫生等,具有广阔的发展前景。
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江苏同康活性炭纤维有限公司是专业生产活性炭纤维及功能型特
种面料的厂家，拥有国内一流的特宽幅大型连续式活性炭纤维生产线，
采用先进的生产工艺，科学的管理和检测手段，年产活性炭纤维毡
150吨或活性炭纤维布100吨，广泛应用于环保、军事、航空、石油、
活性炭纤维
活性炭纤维（Activated Carbon Fibers ACF）活性炭纤维，亦称纤维状活性炭，是性能优于活性炭的高效活性吸附材料和环保工程材料。
它是有纤维状前驱体，经一定的程序碳化活化而成。
较高的技术含量和较高的产品附加值是其主要特征，可使吸附装置小型化，吸附层薄层化，吸附漏损小，效率高，节能经济，可以完成颗粒活性炭无法实现的工作，是任何其它类型的活性炭纤维无法比拟的，性能出类拔萃的活性吸附材料和环保工程材料。
结构活性炭纤维（ACF）是用天然纤维或人造有机化学纤维经过碳化制成。
主要成分是C 但也存在微量的杂质原子，包括O、H此外还有N、S等。
它们与C 结合形成相应的官能团，其中以含氧基团在活性炭纤维表面含量较为丰富。
碳原子主要以类似石墨微晶片、乳层堆叠的形式存在。
ACF另一引人注目的结构是具有发达的比表面积，丰富的微孔径。
一般活性炭纤维（ACF）的比表面积可达1500-2000m2/g，甚至更高；微孔体积90%左右，其微孔孔径为10A-40A。
活化机理活化剂有选择性地与非晶碳、晶格缺陷处和晶棱上的碳原子发生氧化反应，形成挥发性气体而使碳消耗，并向纵深处蚀刻，在炭纤维的表面处留下孔洞，从而增大了ACFs的表面积。
以水蒸气作为活化剂为例，可将炭纤维活化过程分为三个阶段：(1)氧化反应由炭纤维外表面逐渐扩展到内部，炭纤维表面氧化物和矿物等杂质上所吸附的水分子制约碳的氧化；(2)炭纤维原有的大孔结构的暴露，减轻水分子向炭纤维深部扩展，并保证化学反应在炭纤维全部体积中进行；(3)连通孔隙系统形成，使活化过程的速度受水蒸气向炭纤维孔隙内扩散速度的制约。
活化技术当前的活化技术主要分为两大类：物理活化和化学活化。
物理活化：又称气体活化法，在活化过程中不发生化学键的断裂和生成。
它是在炭纤维炭化后，再在600—1200o C高温下活化制得ACF。
使用的活化剂主要有水蒸气、二氧化碳、氧气等气体。
物理活化的优点在于使用的活化剂成本低，并且对环境的污染小，缺点在于它产生的活性炭纤维的得率低于化学活化的得率，并且制得的活性炭纤维的平均孔径比化学活化的大。