活性炭纤维的性能及应用

来源:南通森友炭纤维有限公司作者:南通森友炭纤维有限公司网址:http://www.senyou.com/

活性炭纤维(ACF)是以纤维为先驱体制备的活性炭,又称纤维状活性炭。活性炭纤维与粒状活性炭(GAC)具有吸附容量大,吸附效率高、吸脱速度快、可反复使用等特点。

活性炭纤维可广泛用于:
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、臭氧、二氧化硫、一氧化 氮等;
3.水净化:能去除水中的重金属离子、致癌物质、臭味、毒味、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;
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。
活性碳纤维的应用
1.有机溶剂的吸附和回收。
活性碳纤维的有机溶剂回收装置的特点有:
(1)可回收易分解、易聚合和高沸的有机溶剂,如三氯乙烷、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、三甲苯、六甲苯、酚。
(2)回收的溶剂质量好,回收率高,可在达98%。
(3)装置小型化,回收装置中吸附材料的装填只有一般活性碳的1/20。
(4)操作安全。由于吸附产生的蓄热量少,避免了发生吸附层过热现象。
2.废水处理和饮用水净化。
3.净化空气。
空气污染中的SO、NO、O等可以造成人体呼吸系统和许多疾病,处理含苯气体时,在相同的吸附条件下,活性碳纤维的气体处理流量是粒状活性碳的五倍,活性碳纤维对复印中产生的臭氧有很强的吸附和分解能力。
4.电器方面的应用。
活性碳纤维可用于制造高性能的电容、电池的电极,这种电容、电池有以下优点:
(1)电容量大
(2)导电率高
(3)活性碳纤维可直接用作电极材料,而不需经过任何处理
(4)空气中稳定性好
(5)体积密度小
(6)活性碳纤维柔软可折,可以制成各种形状的电容和电池
(7)充电、放电性能强,可以多次重复使用。
5.医疗卫生及生物工程方面的应用。
可作为吸附剂制造人造肝脏和肾脏;可以净化血液中的病毒;用于制造绷带及其它除臭、除细菌的医疗卫生用品;可用于生物固定酶。
6.催化剂载体。
7.化学防护和辐射防护。
8.贵金属(如AU、Ag)的富集和回收。
9.高过滤材料。
10.
水果保鲜。
11.太阳能集热器。
活性碳纤维的性能比较
活性碳纤维以基材来分,可分为粘胶基活性碳纤维、聚丙烯腈基活性碳纤维。以形态来分,可分为毡、布、丝。
不同基材的活性碳纤维的缺点:
粘胶基活性碳纤维的原材料成本低,反应性好,制成的活性碳纤维比表面积较大,吸附性能好,但强度低,收率低。
聚丙烯腈基活性碳纤维的强度较高,结构中含有S、N化合物,有催化作用,对含S、N化合物的吸附性能好;但比表面积较小,成本较高。
不同形态的活性碳纤维的优缺点:
毡状活性碳纤维的加工成本低,断裂强度低,断裂伸长高,制品的表观密度低,面积重量不均匀。
布状活性碳纤维的加工成本高,断裂强度高,断裂伸长低,但制品的表观密度高,面积重量均匀。
丝状活性碳纤维的加工成本低,断裂强度高,断裂伸长低,制品易切割成所要求的长短,可用于加工活性碳纤维纸,活性碳纤维植绒布。
活性碳纤维的结构和性能
1. 活性炭纤维的空隙结构
活性炭纤维的孔隙中,90%以上为微孔,为活性炭纤维提供大量的内表面积; 活性炭纤维具有较大的外表面积,而且大量的微孔都开在纤维表面,在西服和解析过程中,分子吸附的途径短,吸附可以直接进入微孔,不象普通活性炭需要经过大孔、过度孔构成的较长的吸附通道,微活性炭纤维的快速吸附,有效利用微孔提供了条件。
活性炭纤维孔径分布狭窄,孔径比较均匀,暴露在纤维表面不部分是20A左右的微孔。
2 活性炭纤维的表面官能团
活性炭纤维的表面含有一系列活性官能团,对吸附有独特影响
3.于一般的活性炭相比,活性炭纤维有许多友谊的吸附特性,这是由活性炭纤维的组成结构所构成的。
(1)吸附量大。活性炭纤维对有机化合物蒸气有较大的吸附量,它对一些恶臭的物质,如证叮基硫醇等吸附量比粒状活性炭大几倍,甚至几十倍。对无机气体如NO、NO、SO、HS、NH、COZA、以及HF、SiF等也有很好的吸附能力。对水溶液中的无机化合物、燃料、笨酸等有机化合物及贵重金属离子的吸附量也比粒状活性炭高,有的高5—6倍。对微生物及细菌也有良好的吸附能力,例如对大肠杆菌的吸附率可达94—99%。
(2)吸附速度快。痞子蔡的吸附达到平衡快,与粒状态活性炭差2至3数量级,对动气的吸附一般在十秒或几分钟内达到吸附平衡,对液体的吸附也只需要几十分钟达到平衡。
(3) 对低浓度吸附质的吸附能力特别强。活性炭纤维对对低浓度吸附质,即便是ppms数量级吸附仍保持很高的吸附量。
(4)吸附层薄。
4. 活性炭纤维氧化还原性  
活性炭纤维具有氧化还原性,可用于贵金属Au的收集、回收,含汞废水的处理等。
5.活性炭纤维的电性能
活性炭纤维有很高的比表面,优良的导电性能和官能团,具有某些化学特性,可用于电池的电极、双层电容器。
6.活性炭纤维的催化特性具有气相催化氧化和催化还原性能,可用于汽车尾气治理或将CO氧化成CO,NO转化成为N
7.活性炭纤维的其他特性
(1)体密度小,过滤阻力小,约为粒状活性炭的三分之一,可用于吸附黏度较大的液体物质,而且动力消耗低。
(2)强度高,不易粉化,不会造成二次污染。
(3)纯度高,杂质少,可用于食品加工或医疗卫生工业。
(4)形态多样性,可加工成毡、布、纸以及其他形态。