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2023-11-19 12:32  浏览:26
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活性炭纤维吸附的原理离不开其制备过程,活性炭纤维的制备过程:将碳质材料用过热蒸汽、氨或空气共同高温加热,或将未炭化的原料用氯化锌、氯化铵、硫酸、磷等浸渍后,再灼烧活化而得。在活化过程中,基本微晶之间清除了各种含碳化合物和无序碳,而且也从基本微晶的石墨层中除去了一部分碳,这样产生的孔隙叫做孔隙。适宜的活化过程能导致大量孔隙的形成,因此扩大了孔壁的总表面积,这是活性炭纤维具有很大吸附能力的主要原因。活性炭纤维的吸附活性炭纤维吸附的特性不但取决于其孔隙结构,而且取决于其表面化学性质——表面的化学官能团、表面杂原子和化合物。

活性炭是一种由含炭材料制成的外观呈黑色、内部孔隙结构发达、表面积大,吸附能力强的粒状(GAC)炭质吸附材料。活性炭纤维(Activatedcarbonfiber,简称ACF)是由可炭化的有机纤维如粘胶纤维、聚纤维经过低温炭化、高温活化制备而成,具有发达微孔结构和优异的吸附性能。所以,活性炭纤维也成为“丝状或纤维状”活性炭,是现有粒状活性炭的替代产品,是新一代功能型炭质吸附材料。活性炭纤维的微孔发达,孔径均匀,分布于纤维表面,几乎都是有效孔,有效吸附表面积高达1000~2500m2/g,数倍于活性炭。活性炭纤维的有效吸附容量比颗粒活性炭(GAC)高10倍以上。所以,活性炭纤维吸附能力强、吸脱附速度快,对低浓度或微量的有毒有害气体有很好的吸附能力。

活性炭通过炭化活化工艺,扩展了内部空间,吸附性能大大提高,作为行业通用的吸附剂,它有以下几个方面的优势:有较发达的孔隙结构,比表面积大活性炭具有发达的孔隙结构,除了活性分子筛以外,孔径分布范围较广,具有孔径大小不同的孔隙,能吸附分子大小不同的各种物质。同时具有大量的微孔,因而比表面积很大,吸附力也大。

活性炭的表面特性活性炭的表面性质因活化条件而不同,高温水蒸汽活化的活性炭,表面多含碱性氧化物,而氯化锌活化的活性炭,表面多含酸性氧化物,后者对碱性化合物的吸附能力特别大。活性炭具有的表面化学性质、孔径分布和孔隙形状不同,是活性炭具有选择性吸附的主要原因。

催化性质活性炭作为接触催化剂用于各种异构化、聚合、氧化和卤化反应中。它的催化活性是由于炭的表面和表面化合物以及灰分等的作用。活性炭在化学工业中常用作催化剂载体,即将有催化活性的物质沉积在活性炭上,一起用作催化剂。这时,活性炭的作用并不限于负载活化剂,它对催化剂的活性、选择性和使用寿命都有重大影响,它具有助催化的作用。

化学性质稳定、容易再生活性炭的化学性质稳定、能耐酸、耐碱,所以能在较大的酸碱度范围内应用;活性炭不溶于水和其他溶剂,能在水溶液和许多溶剂中使用;活性炭能经受高温高压的作用,由于它的催化活性,在有机合成中常作为催化剂或载体。活性炭使用失效时,可用各种方法多次反复再生,使其恢复吸附能力,再用于生产。如果再生得法,可达到原有的吸附水平。

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