活性碳纤维的纤维直径为5~20μm,比表面积平均在1000~1500m2/g左右,平均孔径在1.0~4.0nm,微孔均匀分布于纤维表面。与活性炭相比,活性碳纤维微孔孔径小而均匀,结构简单,对于吸附小分子物质吸附速率快,吸附速度高,容易解吸附。与被吸附物的接触面积大,且可以均匀接触与吸附,使吸附材料得以充分利用。效率高,且具有纤维、毡、布和纸等各种纤细的表态,孔隙直接开口在纤维表面,其吸附质到达吸附位的扩散路径短,且本身的外表面积较内表面积高出两个数量级。对于有些大分子或颗粒物质,如二恶英、粉尘等,体积已经接近乃至大于活性碳纤维微孔体积,难以被吸附,相比较活性炭更占有优势。高模数者,则强力在150㎏/㎜2以上,模数在17000㎏/㎜2以上时称之。江阴定制碳纤维图片
表面化学结构活性碳纤维固体表面原子呈不饱和结构,具有独特的表面化学性能,微晶在燃烧温度低时易与氧化介质发生反应生成氧化产物,主要有羧基、酚基、醌基等含氧基团,及含硫基、氮元素、卤素等官能团。其表面酸性与吸附平衡有密切的关系。按照国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)的分类标准,吸附剂的细孔分为三类:孔径大于50nm的为大孔,2nm~50nm的为中孔,0.8nm~2nm的为微孔以及小于0.8nm的为亚微孔。活性炭纤维的孔主要是乱层结构炭和石墨微晶形成的微孔。微孔的大量存在使活性炭纤维的表面积增大,同时也使其吸附量提高。惠山区质量碳纤维销售公司一些重要的高性能商品名称及性能,可见聚丙烯腈基炭纤维和沥青基炭纤维。
吸附功能对比表:粉末活性炭(Pac)<活性炭棒(CTO)<颗粒活性炭(GAC)<碳纤维(ACF)活性炭纤维毡久用之后,微孔会被填满,致使吸附能力有所下降。使用某种办法可使吸附质的动能增加,摆脱引力,自活性碳纤维中逸出(不能完全解吸)。此时活性炭纤维的吸附功能即可复原,重复使用。活性炭纤维脱附再生的方法很多,如热蒸汽解吸法、氮气解吸法等,有机废气治理中常用热蒸汽解吸法。工业上的解吸需要专门装置,而一般民品只需晾晒或电热吹风即可。
高温热处理是在惰性气体(N2,He或Ar)保护中,通过在高温下对活性碳纤维进行热处理得到所需求的表面化学性质。高温热处理技术可以有效地使活性碳纤维表面官能团分解,改变其表面积、孔结构与活性位数。I Mochida等I对ACF高温(850 ℃)热处理后发现ACF的疏水性增强,表面官能团分解释放的表面缺陷位是NO吸附与氧化的活性位,热处理虽提高了ACF的NO氧化反应活性,但ACF对NO吸附能力则是减弱的。另外,经热处理碳表面官能团分解会形成不含氧的碱性官能团,表面碳原子有一定程度的石墨化,石墨微晶存在大量的游离π电子,从而具有Lewis碱性特征。S.S.Barton等测试碳表面酸碱位认为经热处理的碳表面碱性位更多,可得到表面pH>10,且大约每减少六个酸性位就可以增加一个碱性位。碳纤维的密度小,因此比强度和比模量高。
另一种制造碳纤维的方法是气相生长法。将甲烷与氢的混合气体在催化剂的存在下,于1000℃高温下反应,可制得不连续的短切碳纤维,最大长度可达50cm。其结构不同于聚丙烯腈基或沥青基碳纤维,易石墨化,力学性能良好,导电性高,易形成层间化合物。(见气相生长炭纤维)分类及命名现在碳纤维的主要产品有聚丙烯腈基,沥青基及黏胶基3大类,每一类产品又因原纤维种类、工艺及**终碳纤维性能等不同,又分成许多品种。“碳纤维”一词实际上是多种碳纤维的总称,因此分类及命名就十分重要。“碳纤维”一词实际上是多种碳纤维的总称,因此分类及命名就十分重要。锡山区国产碳纤维市场报价
模量从230GPa提高到600GPa,这是碳纤维工艺技术的重大突破,使应用开发进入一个新的高水平阶段。江阴定制碳纤维图片
随着城市化的加速,有机物的污染,都市生活污水量的不断增加,使工业废水中排放的有机物不仅数量增加而且有毒的物质,对环境造成极大危害,因此确保质量饮用水的供应是一件至关重要的事情。用活性炭纤维处理地下水可以获得很好的效果。自来水中的残氯也可用活性炭纤维吸附。地下水中的三氯乙烯(TCE)不仅使饮用水变味,而且在人体某一***内积累后将诱发致*,因此TCE的污染是一个非常严重的问题。活性炭纤维对水中TCE的吸附量为粒状活性炭的4倍。对大肠杆菌的吸附,所吸附的细菌数量随比表面积的增大而增大。细菌吸附量还与活性炭纤维表面银颗粒的大小有关。对水中的生物吸附,活性炭纤维也非常有效。江阴定制碳纤维图片
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ACF的表面官能团的种类、数量给吸附和催化带来了重大影响,因此,一些研究者通过改性的方法来更有效地挖掘活性碳纤维的潜力。目前活性碳纤维表面改性的技术主要包括化学溶液浸渍、高温热处理,化学气相沉淀,电极氧化,微波处***相反应和低温等离子体等。化学溶液浸渍化学溶液浸渍是将活性碳纤维浸渍在一定的化学溶液中,使其表面化学性质发生变化,从而提高活性碳纤维的一定化学反应与催化反应能力的方法。不同化学溶液浸渍可以达到不同的改性效果,一般常用的化学溶液有硝酸、硫酸、H2O2、磷酸、盐酸等,其它的还有一些金属化合物溶液,如NaOH、KOH、FeSO4、MnSO4、AgNO3、Co+等。硝酸浸渍是应用**多的一...