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1、第22卷 第6期曲 靖 师 范 学 院 学 报Vol.22No.62003年11月JOURNALOFQUJINGTEACHERSCOLLEGENov.2003活性炭纤维在挥发性有机废气处理中的应用杨 芬,刘品华(曲靖师范学院化学系,云南曲靖 655000) 摘 要:因活性炭纤维比普通活性炭性能优异、吸附量大,吸附脱附速度快,因此被应用于挥发性有机废气中苯系物、醋酸丁酯、甲醇等的吸附.介绍了活性炭纤维的分类、制备工艺、结构和性能.并展望了活性炭纤维在环保领域挥发性有机废气处理中的应用前景.关键词:活性炭纤维;挥发性有机废气;吸附+中图分类号:O628121
2、文献标识码:A 文章编号:1009-8879(2003)06-0043-04基、酚醛基、聚丙烯腈基、沥青基、聚偏二氯乙烯、1 前言聚酰亚胺纤维、PBO纤维、聚苯乙烯、聚乙烯醇纤维等等.目前工业上应用最广泛的是前4种.[2]活性炭纤维(ActivatedCarbonFiber,ACF),亦由于原料不同,生产工艺流程也有所不同.称纤维状活性炭,是20世纪60年代继粉末状、粒综合考察各种原料纤维到ACF的制备工艺,可将状活性炭之后发展起来的第三代高效活性吸附材ACF整个制备过程归纳为:原料纤维、可炭化纤料和环保工程材料,其超过50%的碳原子位于内维、炭化纤维、活性
3、炭纤维.原料纤维的预处理有外表面,构筑成独特的吸附结构,被称为表面性固两种类型,它们分别有不同的作用,其一为无机盐[1]体.它是由纤维状前躯体经过碳化、活化制成.溶液浸渍预处理,能改善活性炭纤维的结构、性活性炭纤维是由C,H,O3种元素组成的,主要成能和提高产品的产率.其二为预氧化稳定化处理,分是碳.碳原子以类似石墨微晶片层形式存在,约能保持纤维形状,在炭化过程中不熔融变形,形成占总数的60%,含氧官能团如羟基、醚基约占稳定的结构.炭化过程是在氮气气氛中加热,排除25%,羰基、羧基、酯基约占10%,此外还有其它纤维中可挥发的非碳组分,使残留碳重排生成类形式的官
4、能团以及金属等.活性碳纤维的基本性石墨微晶的过程.炭化过程直接影响到产品的产能取决于其前驱体的物理和化学性质,而它在各率和性能.活化反应是使ACF生成丰富微孔,高个领域中的应用又是由其基本性能决定的.与传比表面积及形成含氧官能团的主要过程.常见的统炭吸附材料相比,ACF具有独特的化学结构和活化方法主要有用CO2或水蒸汽的物理活化和用物理结构,因而它具有含碳量高、比表面积大、微ZnCl2,H2PO4,KOH的化学活化,处理温度在700～孔丰富且分布窄,吸附速度快,吸附容量大,再生1000℃间.常用活化剂有水蒸气和二氧化碳.容易等后者不可比拟的优异吸附脱附性能.活
5、性2炭纤维的比表面积一般可达1000～1600m/g,微3 活性炭的结构特征和性能孔体积占总体积90%左右,其微孔直径为10μm～40μm.3.1 结构炭纤维经活化后,碳原子主要以类似石墨微2 活性炭纤维的分类与制备工艺晶片层、乳层堆叠的形式存在.它的结构特点是有发达的比表面积,比表面积一般可达1000～2随着科研和技术的不断进步,ACF的种类日1600m/g,形成大量微孔,孔径为10μm-40μm,趋繁多,根据其生产过程的前驱体不同分为粘胶且分布狭窄而均匀,微孔面积占总体积的90%左 收稿日期:2003-10-17 基金项目:曲靖师范学院立项资助课题“水
6、松纸生产中乙醇回收再利用技术可行性论证及小试”(0113907) 作者简介:杨 芬(1972-),女,云南蒙自人,曲靖师范学院化学系讲师、硕士,主要从事有机化工研究.·44·曲靖师范学院学报 第22卷右.含有许多不规则结构———杂环结构或含有表纸、布、毡等形状,且性能良好,还能耐高温、酸、面官能团的微结构,具有极大的表面能.从而也就碱,且能对活性炭纤维进行改性,大大拓宽其用造就了微孔相对孔壁分子共同作用形成强大的分途.子场,提供了一个吸附态分子和化学变化的高压由于以上性能,活性炭纤维一问世就得到人体系.使得吸附质到达吸附位的扩散
7、路径比活性们广泛的关注和深入的研究,目前被广泛应用于炭短、驱动力大且孔径分布集中,这是造成ACF冶金、食品、化工、医药、环保等领域.比活性炭比表面积大、吸脱附速率快、吸附效率高的原因.另可通过适当的表观改性,改变ACF表4 活性炭纤维在挥发性有机废气处理中面的化学基团的种类和含量,来满足对特定物质的应用现状的高效吸附转化.ACF通常适用于气相和液相低分子量分子的吸附.当吸附剂微孔大小为吸附质随着有机化工产品在工业中的广泛应用,进分子临界尺寸的两倍左右时,吸附质较易吸附.调入大气中的有机污染物越来越多,主要是低沸点、整孔径的目的就是使ACF的细孔与吸附质分子易挥
8、发的有机物(VOCs).它们主要来源于
