活性炭纤维的生产工艺和应用

介绍了活性炭纤维与活性炭相比较更加优良的性能和更加广泛的用途,叙述了活性炭纤维生产的3种主要工艺,叙述了当前中国活性炭纤维的生产现状,研究了不同活化条件下黏胶基活性炭纤维的碘吸附值。

活性炭纤维的表面化学结构及其对气态污染物吸附的应用进展

活性炭纤维因其具有吸附性能好、制备成型方便以及表面化学结构丰富的优点,现已得到广泛应用。本文从吸附性能的角度综述了活性炭纤维表面化学结构的特点及其在气体污染物(SO_(2)、NO_(X)、VOCs、CS_(2)、甲醛)脱除分离方面的应用进展,指出了活性炭纤维表面的含氧及含氮等官能团可改善纤维对气体污染物的吸附能力。

硝酸铜改性活性炭纤维吸附材料制备及性能研究

以不同浓度的Cu(NO_(3))_(2)溶液对活性炭纤维表面进行修饰改性制备SO_(2)、NO_(x)腐蚀气氛吸附材料。通过红外光谱、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪等多种表征方式,揭示了Cu(NO_(3))_(2)改性对活性炭纤维孔隙结构、表面物理化学性质、吸附性能的影响。结果表明,经硝酸铜改性后,活性炭纤维表面官能团发生变化,比表面积、孔容、孔径等结构参数均呈减小趋势。改性后活性炭纤维表面活性位点有所增加,对应的吸附性能显著增加,10%Cu(NO_(3))_(2)改性活性炭纤维对SO_(2)、NO_(2)、NO的饱和吸附量分别为110、102、67mg/g,与改性前相比分别提高了80%、88%、24%。将装有10%Cu(NO_(3))_(2)改性活性炭纤维的防护包装长贮于海洋大气环境下,验证控制效果。

活性炭纤维/木棉复合针刺材料的制备及其海水淡化性能研究

随着人口数量剧增,人类社会对自然资源的需求不断增加,加上全球气候变化,特别是在土地干旱与内陆地区,淡水需求持续增加。文章利用针刺非织造技术制备活性炭纤维(activated carbon fiber,ACF)/木棉纤维(kapok fiber,KF)双层复合毡(activated carbon fiber/kapok fiber,CKF),得到纤维基太阳能界面蒸发器。其中,底层KF的疏水性保证了材料具有良好的自浮性,顶层ACF的亲水性能够将水分向上传输。考察了纤维基太阳能界面蒸发器的结构稳定性、亲水性、热管理性能对蒸汽产生性能的影响,并探究其对海水的净化能力。选用不同面密度木棉针刺毡与活性炭纤维毡进行针刺复合,经过工艺优化,将针刺密度设定为120次/m^(2),使得材料在300~2500 nm太阳光波段的吸收率高于95%。研究发现:选用面密度为200 g/m^(2)的木棉针刺毡与面密度为278 g/m^(2)的活性炭纤维毡进行针刺加固复合得到的材料,蒸汽产生性能最佳,在1.0 kW/m^(2)的光照强度下蒸发效率达到1.01 kg/(m^(2)·h),光热转换效率为65%,最高温度为64.6℃。研究结果可为高效太阳能水蒸发器的构筑提供新思路。

硝酸改性活性炭纤维对苯酚吸附性能研究

以粘胶基活性炭纤维(ACF)为吸附材料,通过硝酸改性得到ACF-1,对改性前后活性炭纤维吸附苯酚性能进行分析表征。结果表明:在酸性、中性和低温条件下利于活性炭纤维吸附苯酚,酸处理使活性炭纤维孔结构改变,表面含氧官能团增加。经过碱脱除再生3次后,ACF-1的吸附能力为初始吸附率的64.97%。吸附等温模型和动力学模型计算结果表明:准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型能够更好地描述活性炭纤维吸附苯酚过程。

基于MICP在活性炭纤维作用下对砂土加固的试验研究

为了探究微生物诱导方解石沉淀这种方法来更高效地提高砂土强度,在土中掺入活性炭纤维(ACFF)。本文探究了不同的尿素与氯化钙的配合比、ACFF掺量、养护龄期对砂土加固的影响。试验结果表明:尿素与钙离子的最佳配合比为1:3。在相同试验条件下,砂土的强度随着ACFF掺量的增大和增强。试验的最佳养护龄期为14天,14天之后,反应产出的碳酸钙沉淀就已达到最大值。

PAN活性炭纤维表面结构

通过元素分析(EA)、X射线衍射(XRD)、X光电子能谱(XPS)、差热分析(DTA)等方法,证明不同比表面积的聚丙烯腈(PAN)活性炭纤维(ACF)具有不同的表面微结构.结果表明,高比表面积的ACF与低比表面积的ACF相比,类石墨微晶尺寸小,边缘活泼C原子数目多,本体C原子质量分数大,N、H、O等杂原子质量分数小,羧基、酰胺基团的数量少,醚基数量多.

吸汞载银活性炭纤维和吸汞活性炭纤维的热脱附特性研究

70℃下分别对载银活性炭纤维（载银量14.07%）和活性炭纤维的片状吸附体进行气态汞吸附实验,测定出载银活性炭纤维汞饱和吸附量为192.3mg/g,活性炭纤维汞饱和吸附量为29.4mg/g,分别为普通活性炭的48倍-192倍和7倍-29倍。采用热重分析法（TGA）研究了两种吸附剂汞饱和后的热脱附再生特性。结果表明,汞饱和载银活性炭纤维的汞脱附发生在100℃-650℃,在70min内从50℃升温至650℃,汞脱附率为94.73%;汞饱和活性炭纤维的汞脱附发生在100℃-230℃,在40min内从50℃升温至350℃,汞脱附率为69.93%。扫描电镜分析发现,载银活性炭纤维因吸附汞而富集的银,经热脱附后变成均匀弥散于纤维表面的亚微米级和纳米级球状银颗粒;吸汞活性炭纤维经热脱附后物理吸附汞基本消失,而氧化汞颗粒反而变多,说明物理吸附的汞易于脱附,氧化汞难以脱附,同时在热脱附过程中存在金属汞向氧化汞的转化。

银负载对活性炭纤维汞吸附性能的影响

银氨溶液浸渍活性炭纤维制得载银量14.07%的载银活性炭纤维。以筒状吸附体吸附气态Hg0的方式研究活性炭纤维银载前后的汞吸附性能,结果表明,载银后活性炭纤维汞吸附性能明显提高。实验还发现:随吸附温度升高,活性炭纤维的汞吸附效率随先增加后降低,而载银活性炭纤维的汞吸附效率随吸附温度升高而一直降低;延长停留时间和添加H2O(g)对两者汞吸附均有利。采用片状吸附体对2种吸附剂的汞饱和吸附量进行了测定,实验得出:70℃下活性炭纤维汞饱和吸附量为29.4 mg/g,载银活性炭纤维汞饱和吸附量为192.3 mg/g,即活性炭纤维载银后汞饱和吸附量提高到原来的6.54倍。扫描电镜分析发现:活性炭纤维上物理吸附汞占绝大多数,化学吸附汞很少;负载银后汞只吸附在活性炭纤维的含银活性点上,银粒子与汞结合生成银汞齐后形状趋于规则,且主要分布于活性炭纤维微晶的晶棱交界处。

活性炭纤维布在精制磷酸脱色的应用

在湿法磷酸生产的42%~48%的磷酸提纯精制磷酸时,还需要对萃取出的75%磷酸进行脱色处理。一般采用活性炭颗粒、树脂、双氧水对磷酸进行脱色,活性纤维布在磷酸脱色中应用较少。活性炭纤维布是一种由含碳材料制成的、外观呈黑色、内部孔隙结构发达、比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳素材料。随着活性炭纤维布制造业发展,活性纤维布在磷酸脱色中应用具有很好的前景。

活性炭纤维对SO_(2)饱和吸附量的测定方法改进

“绿色化学”是当前化学实验教学中重要的课程思政元素,“活性炭纤维对SO_(2)饱和吸附量的测定”作为综合性实验具有现实意义。而传统的对SO_(2)吸附量的测定方法存在仪器昂贵、操作复杂、危险性等问题,不适合应用于实验教学,同时也不适用于一些硬件设施有限的中小型实验室中进行科学研究。通过参考国家环境保护总局标准HJ/T56-2000《固定污染源排气中二氧化硫的测定.碘量法》并进行方法及装置的改进,可以有效的测定活性炭纤维材料对SO_(2)的饱和吸附量。新方法操作简单、安全、成本较低,为实验室开展相关教学及中小型实验研究具有参考意义。

活性炭纤维织物床层对乙酸乙酯的动态吸附

以活性炭纤维网和活性炭纤维布分别装填滤芯,进行乙酸乙酯的动态吸附实验。测试了不同气流比速条件下的床层压降和乙酸乙酯蒸气的穿透曲线,利用修正的Wheeler方程计算了床层动态吸附参数。结果表明,床层压降随着气流比速的增加呈指数增加;相同比速、厚度条件下,活性炭纤维网床层压降仅为活性炭纤维布的1/30;应用模拟计算表明,活性炭纤维网比活性炭纤维布更适用于大风量有机废气治理。

活性炭纤维吸附低浓度甲苯废气吸附等温方程的研究

在自制吸附器上研究粘胶基活性炭纤维吸附低浓度甲苯废气的特性,通过实验测定活性炭纤维吸附不同浓度甲苯废气的穿透曲线,并运用Origin6.0Professional软件计算出不同浓度甲苯废气的平衡吸附量,分别用Freundlich、Langmuir和D-R方程拟合得出吸附平衡关系,并与实验结果进行比较。结果表明,在浓度较低时,Langmuir方程能更好地符合实验结果,而浓度较高时,D-R方程与实验结果吻合得更为理想。

生物活性炭纤维工艺在微污染水源处理中的应用

生物活性炭纤维(BACF)是在生物活性炭的基础上,以活性炭纤维代替颗粒活性炭,用于处理微污染水中有机污染物。BACF技术作为一种新的水的深度处理工艺,结合了吸附与生物降解的双重效能,可以有效提高对原水的净化效果,同时也可以扩大水源水的取水范围,是一项先进的水处理技术。

PAN基中空活性炭纤维吸附性能的研究进展

活性炭纤维 (ACF)特殊的表面结构 ,使其不但有良好的吸附性能 ,还有很强的反应活性。综述了国内外对活性炭纤维 ,特别是聚丙烯腈基活性炭纤维 (PANACF)吸附性能的研究进展 ;介绍了PAN基中空活性炭纤维的制备及吸附性能 ,对其如何用作医用吸附剂进行了分析和展望。

CO_2直接活化法制备PAN基活性炭纤维及其对苯系气体吸附性能的研究

以聚丙烯腈(PAN)预氧丝为原料,采用CO_2直接活化法,制备了PAN基活性炭纤维,并通过液压成型方式将PAN基活性炭纤维制成滤材。通过氮吸附、SEM和XPS对制得的PAN基活性炭纤维进行表征。利用自搭建的吸附性能测试系统,将PAN基滤材和以相同成型方法制成的粘胶基滤材进行苯、甲苯的吸附测试。结果表明,自制的PAN基活性炭纤维比表面积为860m2/g,总孔容积为0.361m3/g,最可几孔径为0.62nm,官能团为羟基、醚基、羧基、酯基和类吡啶基团。PAN基滤材单位表面积对苯和甲苯的饱和吸附量均大于粘胶基滤材,其吸附活性位比粘胶基滤材多,更适合用来吸附苯系污染物。

活性炭纤维对水中酚类化合物的吸附特性

研究了活性炭纤维(actived carbon fiber,ACF)对模拟废水中苯酚、对氯苯酚、对硝基苯酚的吸附特性.采用扫描电子显微镜(SEM)对ACF的表面结构进行了表征.通过静态吸附试验,采用吸附热力学探讨了ACF对苯酚、对氯苯酚、对硝基苯酚模拟废水的机制,计算了有关的热力学函数.结果表明,ACF对它们的吸附速率很快,在酸性条件下吸附效果较好,相同条件下,去除率是苯酚(87%)<对氯苯酚(96%)<对硝基苯酚(99%).ACF对这3种物质的吸附都是自发的放热反应,属于物理吸附.吸附等温线能用Dubinin-Radushkevich方程较好地拟合.

活性炭纤维对活性染料的吸附动力学研究

研究了活性炭纤维从水溶液中吸附4种活性染料(活性艳红K-2BP、活性翠蓝KN-G、活性金黄K-3RP、活性黑KN-B)的吸附特性,从动力学角度探讨了吸附机理.结果表明,活性炭纤维对4种染料的平衡吸附量qe均随着初始浓度和温度的增加而升高,相同条件下,qe的大小顺序为:活性艳红>活性金黄>活性黑>活性翠蓝.吸附过程符合伪二级吸附速率方程,染料分子的空间结构、大小和极性是影响初始吸附速率的主要因素.活性炭纤维对4种染料的吸附活化能都比较低,依次为16.42、3.56、5.21和26.38 kJ.mol-1,说明吸附过程以物理吸附为主.

热处理改性的活性炭纤维的脱硫活性

考察了在O2 和水蒸气存在下高温热处理对活性炭纤维 (ACF)催化转化SO2 为H2 SO4 的活性的影响 ,关联了ACF表面含氧官能团的种类及数量与热处理后ACF的脱硫活性之间的关系 .结果表明 ,在最佳热处理温度下以CO形式释出的含氧官能团的总量决定了ACF的脱硫活性 ,而以CO2 形式释出的含氧官能团未对提高ACF的脱硫活性做出贡献 .通过采用不同的氧化剂改变ACF表面含氧官能团的种类和数量 。