目前,隨著對(duì)活性碳纖維的表面結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系的探索和了解,活性碳纖維的表面改性技術(shù)及其在污染物凈化領(lǐng)域中的應(yīng)用研究越來越受到重視。 [1]傳統(tǒng)的活性炭是一種經(jīng)過活化處理的多孔炭,為粉末狀或顆粒狀,而活性碳纖維則為纖維狀,纖維上布滿微孔,其對(duì)有機(jī)氣體吸附能力比顆?;钚蕴吭诳諝庵懈邘妆吨翈资叮谒芤褐懈?~6倍,吸附速率快100~1000倍,沒有確切數(shù)值,這與活性碳纖維的種類、制作工藝等有關(guān)。它是繼活性炭之后新一代的吸附材料,它的使用只是近20多年的事,世界上只有少數(shù)國家能夠生產(chǎn)。日本東邦、旭化成、三菱人造絲及住友公司等相繼投入聚丙烯腈基碳纖維的生產(chǎn)行列。無錫國產(chǎn)碳纖維廠家現(xiàn)貨
20世紀(jì)90年代初,高性能及超高性能炭纖維已問世,預(yù)料今后工作將致力于完善工藝、擴(kuò)大生產(chǎn)、降低成本和開發(fā)應(yīng)用。一些特種碳纖維,如抗氧化碳纖維(以提高復(fù)合材料的使用溫度)、低纖度碳纖維(做0.035mm超薄型預(yù)浸帶用)、高導(dǎo)熱低電阻碳纖維(以滿足屏蔽電磁、射頻干擾用,并可散發(fā)多余的熱能)、低熱膨脹系數(shù)碳纖維(供衛(wèi)星天線系統(tǒng)、反射鏡等用),中空碳纖維(用于飛機(jī)制造工業(yè),提高復(fù)合材料的沖擊韌性,核反應(yīng)堆中的高溫過濾介質(zhì),分離生物分子血清和血漿用的介質(zhì))和活性碳纖維,隨著科學(xué)及工程的發(fā)展會(huì)有很大發(fā)展。氣相生長碳纖維近期內(nèi)在穩(wěn)定工藝,連續(xù)化生產(chǎn)方面會(huì)有明顯進(jìn)展,工業(yè)化生產(chǎn)的日期預(yù)料不會(huì)太遠(yuǎn)。 [3]宜興優(yōu)勢碳纖維廠家現(xiàn)貨黏膠基碳纖維自20世紀(jì)60年代中期以后沒有發(fā)展,生產(chǎn)少量產(chǎn)品供特種部門使用。
吸附功能對(duì)比表:粉末活性炭(Pac)<活性炭棒(CTO)<顆?;钚蕴浚℅AC)<碳纖維(ACF)活性炭纖維氈久用之后,微孔會(huì)被填滿,致使吸附能力有所下降。使用某種辦法可使吸附質(zhì)的動(dòng)能增加,擺脫引力,自活性碳纖維中逸出(不能完全解吸)。此時(shí)活性炭纖維的吸附功能即可復(fù)原,重復(fù)使用?;钚蕴坷w維脫附再生的方法很多,如熱蒸汽解吸法、氮?dú)饨馕ǖ?,有機(jī)廢氣治理中常用熱蒸汽解吸法。工業(yè)上的解吸需要專門裝置,而一般民品只需晾曬或電熱吹風(fēng)即可。
國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家已將無損檢測和質(zhì)量控制在碳素材料研究與應(yīng)用方面進(jìn)行了大量的投入,并取得了積極的結(jié)果。一些國家超聲波檢測碳制品質(zhì)量結(jié)果表明,超聲波在碳制品中的傳播速度與碳制品氣孔大小、材料體積密度和彈性模量密切相關(guān), 并取得了一些有規(guī)律的技術(shù)參數(shù),將其應(yīng)用于碳素制品質(zhì)量檢測,取得了可行性結(jié)論。但由于超聲波在碳制品中的衰減比較復(fù)雜,所以對(duì)缺陷等的判斷還要靠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和積累。還有一些國家采用聲發(fā)射方法來檢測,但聲發(fā)射法要求碳素制品有外界激勵(lì),對(duì)非工作狀態(tài)的碳素制品檢測無能為力。其由碳引起的反光很引人注目,外觀很具有未來派色彩。
活性炭纖維為分布狹窄單一孔徑的微孔結(jié)構(gòu),其孔可以產(chǎn)生毛細(xì)管的凝聚作用。由于具有微孔,其吸附、脫附速率遠(yuǎn)大于兩個(gè)數(shù)量級(jí),吸附量大。在填充床中流體的床層阻力小,可作為催化劑與催化劑載體使用在活性炭纖維分子內(nèi)的痕量雜原子為磷、氮、氯等。在活化時(shí),部分雜原子被脫去后,表面的雜質(zhì)**減少。由于活化中氧化氣體的作用,表面含氧基團(tuán)增強(qiáng),主要有酸性基團(tuán),如羧基等。中性基完備如羰基、內(nèi)酯基等。堿性基團(tuán)有過氧化基等?;钚蕴坷w維會(huì)因活化的方法不同,而生成不同表面含氧基與表面酸堿性不同的產(chǎn)物。在水的作用下,其氧化還原能力更強(qiáng)。由于水的存在可以使一些基團(tuán)氧化成羥基。由此在表面含氧基團(tuán)數(shù)目增加后,表面氧化還原容量增大。模量從230GPa提高到600GPa,這是碳纖維工藝技術(shù)的重大突破,使應(yīng)用開發(fā)進(jìn)入一個(gè)新的高水平階段。宜興優(yōu)勢碳纖維廠家現(xiàn)貨
碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料,其比強(qiáng)度及比模量在現(xiàn)有工程材料中是高的。無錫國產(chǎn)碳纖維廠家現(xiàn)貨
表面化學(xué)結(jié)構(gòu)活性碳纖維固體表面原子呈不飽和結(jié)構(gòu),具有獨(dú)特的表面化學(xué)性能,微晶在燃燒溫度低時(shí)易與氧化介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成氧化產(chǎn)物,主要有羧基、酚基、醌基等含氧基團(tuán),及含硫基、氮元素、鹵素等官能團(tuán)。其表面酸性與吸附平衡有密切的關(guān)系。按照國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC)的分類標(biāo)準(zhǔn),吸附劑的細(xì)孔分為三類:孔徑大于50nm的為大孔,2nm~50nm的為中孔,0.8nm~2nm的為微孔以及小于0.8nm的為亞微孔?;钚蕴坷w維的孔主要是亂層結(jié)構(gòu)炭和石墨微晶形成的微孔。微孔的大量存在使活性炭纖維的表面積增大,同時(shí)也使其吸附量提高。無錫國產(chǎn)碳纖維廠家現(xiàn)貨
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