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1、---活性炭纤维吸附及脱附技术研究程萍(常州大学环境与安全工程学院,江苏常州213164）摘要：活性炭之后出现新一代的吸附材料：活性炭纤维，活性炭纤维的吸附力比颗粒活性炭高几倍到几十倍，吸附的速率也快到近100~1000倍，具有比分布均匀、吸附速度快、杂质少、表面积大、孔径适中、等优点。本文介绍了活性炭纤维的特征意义、制备技术、脱附技术、发展趋势和应用等方面。关键词：活性炭纤维；制备方法；脱附技术；应用领域StudyonAdsorptionandDesorptionofActivatedCarbonFibersCHENGPing(Sc
2、hoolofEnvironmentalandSafetyEngineering,ChangzhouUniversity,Changzhou213164,China)Abstract：Activatedcarbonfiberisanewgenerationofadsorbentafteractivatedcarbon.Itsadsorptioncapacityisseveraltoseveraltimeshigherthanthatofgranularactivatedcarbonanditsadsorptionrateis100-10
3、00timesfaster.Ithastheadvantagesoflargesurfacearea,moderateporesize,uniformdistribution,fastadsorption,Lessadvantages.Inthispaper,thecharacteristicsofactivatedcarbonfiber,preparationtechnology,desorptiontechnology,developmenttrendsandapplications.Keywords:Activatedcarbo
4、nfiber;preparationmeans;desorptiontechnology;applicationfields1.活性炭纤维的特征意义1.1活性炭纤维定义活性炭纤维（ActivatedCarbonFiber，简称ACF）是经过活化的含炭纤维，简单地说它是将某种含碳纤维经过高温活化，然后表面出现纳米等级的孔径，比表面积增加，物化特性也随之改变[1]。1.2比传统活性炭优势的体现传统活性炭是通过活化处理的多孔炭，呈现颗粒状或者粉末状，活性碳纤维为纤维状，纤维上很多微孔，对于有机气体，活性炭纤维的吸附力比传统活性炭在空气中高几
5、倍至几十倍，水溶液中也高5到6倍，吸附速率快到100至1000倍。近20多年活性炭纤维才开始使用，只有个别国家能生产它。它的原料可以是纸、布、丝等形式，它的市场价格比较高，40------万/吨左右，(煤质活性炭价格1万/吨左右，椰壳活性炭价格2万/吨左右)。但它的制品成------本只略有提高是因为它的重量比较轻[2]。根据它的超强吸附能力可用在工业上回收有机溶剂，净化用水和空气。ACF具有比表面积大、孔径适中、分布均匀、吸附速度快、杂质少等优点;------被广泛运用于工业、食品、空气净化、水处理、航空、军事等行业。1.3
6、活性炭纤维的结构1.3.1物理结构------ACF微孔为主要孔，达到总体积90%以上,无大孔过渡孔的孔径小,所以吸附分子进入微孔时被孔壁向内辐射的引力所握持,孔径单分散而且小[3]。ACF,所以ACF不仅吸附量------大,而且吸附力强。它的微孔直接分布于纤维的表面,所以吸附时能够直接与吸附质接触,------吸附和解吸过程很短,因此有较高的吸附速率和解吸速率。1.3.2化学结构ACF内碳元素量达到80%以上,主要由碳原子组成还有少量氧元素和氢元素,部分还有少量N、S等杂原子。活性炭纤维表面的碳和氧元素能结合形成一系列
7、支配表面化学结构的含氧官能团[4]。1.4活性炭纤维的特点比表面积大，一般可达2/g,吸附容量是粒状活性炭的5到10倍。外表面1000到1500m积大，吸脱附速度快，位粒状活性炭的10到100倍，成本低，设备体积小，强度较高，不容易密实和粉化，也不会造成二次污染。纯度高，可用于医疗卫生和食品等工业[5]。由于碳含量高，耐高温，在4000C以下正常使用。ACF吸附效率高，可以吸附重金属和低浓度的有害气体。2.活性炭纤维的制备技术2.1预处理预处理主要分预氧化和盐浸渍两种。盐浸渍顾名思义就是把原料纤维充分浸渍在盐溶液中,之后将其干燥。此方
8、法比直接进行炭化或活化的既提高收率,同时也改善了其纤维力学和吸附性能。预氧化处理一般采用空气预氧化,原料纤维在一定的温度范围内,慢慢预氧化一段时间,或按照一定升温程序升温预氧化[6]。预氧化主要是防止纤维高温炭化和活化的
