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活性炭纤维的结构、功能和应用

时间:2011-08-08 19:19来源:未知 作者:admin 点击:
活性炭纤维(Activited Carbon Fiber,ACF)是继粉状活性炭(PAC)和颗粒活性炭(GAC)以后在20世纪70年代逐渐发展起来的新型活性炭。ACF主要分为粘胶基ACF、酚醛基ACF、聚丙烯腈基ACF(PAN-ACF
活性炭纤维(Activited Carbon Fiber,ACF)是继粉状活性炭(PAC)和颗粒活性炭(GAC)以后在20世纪70年代逐渐发展起来的新型活性炭。ACF主要分为粘胶基ACF、酚醛基ACF、聚丙烯腈基ACF(PAN-ACF)、沥青基ACF等。ACF与以往的活性炭相比,比表面积大,含量丰富的微孔占总体积的90%左右,孔径分布狭窄且均匀,微孔孔径大多在1nm左右,没有大孔和过渡孔,吸附、脱附速度快,对于痕量物质有很好的吸附能力,可塑性和再生性强。ACF表面有各种官能团,对于金属离子、某些有机物及某些气体有很好的选择性吸附功能,是一种新型的高效吸附剂。
一、活性炭纤维的结构:
活性炭纤维的结构和传统的粉末活性炭和颗粒活性炭是不同的,活性碳纤维的表面光滑有丰富的微孔存在,孔径分布窄而且较均匀,孔径直径在纳米级左右且直接分布在纤维表面,没有过渡孔,形成丰富的纳米空间。在吸附和解吸的过程中,分子的吸附路径短,吸附质可以直接进入微孔,所以吸脱速度快。
二、活性炭纤维的功能化:
活性炭纤维的功能化主要通过空隙结构控制和表面化学改性来满足对特定物质的高吸附转化。孔径调整的目的就是使活性炭纤维的微孔与吸附质分子大小相当,可通过调整工艺过程或活化程度;在原料中添加金属化合物制得负载金属或金属化合物的活性炭纤维,这样的活性炭纤维与普通的活性炭纤维有不同的表面微结构,直接影响吸附性能。表面改性主要改变活性炭纤维表面的酸碱性,引入或去除某些表面官能团,经高温和氢化处理可脱除某些含氧基团;通过氧化的方法可得到酸性表面等,表面改性需要综合考虑物理和化学结构的影响。
活性炭纤维的应用:
1.水处理
1.1硝基苯类化合物废水
硝基苯类化合物属于高毒性物质,被列为优先控制的环境污染物。经改性ACF处理后的废水中硝基苯类化合物质量浓度可达到国家一级排放标准。而且再生工艺简单,可以重复使用,加热再生的ACF可完全恢复原有吸附性能,再生后的吸附剂的蚀刻程度没有显著变化,不会影响吸附剂的性能。
1.2酚类废水
工业废水中的苯酚对人类和环境的危害极大,已引起人们的关注。用活性炭纤维填充床吸附法净化废水中的苯酚,在温室条件下,通过调节PH可提高和降低吸附能力、提高吸附效率和活性炭纤维的再生效率,而且再生后的活性炭纤维吸附率达90%以上,有很高的重复使用价值。ACF对氯苯酚(PCP)的吸附容量大,吸附速率快,吸附达到饱和后的ACF用NaOH再生解吸速率快,再生吸附率基本不变。
1.3含金属离子废水
活性炭纤维对水中重金属离子的吸附性能良好,且吸附剂易于再生,可作为去除水中离子状态金属的优良吸附剂。(责任编辑:admin)
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