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1、活性碳纤维本讲稿第一页，共十四页二、二、活性炭纤维活性炭纤维1.进展进展 六十年代初，得益于高性能碳纤维的研究发展和活性炭六十年代初，得益于高性能碳纤维的研究发展和活性炭的工作积累，人们直接采用纤维为原料进行碳化活化，的工作积累，人们直接采用纤维为原料进行碳化活化，成功制备了活性碳纤维（成功制备了活性碳纤维（Activated Carbon FiberActivated Carbon Fiber），），使新一代的纤维状吸附材料成为现实使新一代的纤维状吸附材料成为现实 七十年代中期，人们成功工业化生产了粘胶基、聚丙烯腈七十年代中期，人们成功工业化生产了粘胶基、聚丙烯腈基、木质素基和酚醛基活性碳纤
2、维基、木质素基和酚醛基活性碳纤维八十年代中，又成功开发并工业化生产了沥青基活性八十年代中，又成功开发并工业化生产了沥青基活性碳纤维。碳纤维。本讲稿第二页，共十四页二、二、活性炭纤维活性炭纤维1.进展进展活性碳纤维之所以一直受到科学家和企业家的重视，而且成为活性碳纤维之所以一直受到科学家和企业家的重视，而且成为当今国际上多孔吸附分离材料研究的热点方向，这是由于它具当今国际上多孔吸附分离材料研究的热点方向，这是由于它具有与传统活性炭等吸附材料所不同的化学结构、物理织构和优有与传统活性炭等吸附材料所不同的化学结构、物理织构和优异的性能特征异的性能特征碳含量高，比表面积大，微孔丰富，孔径小且分布窄，从
3、而吸碳含量高，比表面积大，微孔丰富，孔径小且分布窄，从而吸附量大，吸附速度快，再生容易。附量大，吸附速度快，再生容易。并且，它能以纱、线、布、毡等形式使用，在工程应用上更为并且，它能以纱、线、布、毡等形式使用，在工程应用上更为灵活方便。灵活方便。因此，在化学化工、环境保护、资源能源、医疗卫生、电器、因此，在化学化工、环境保护、资源能源、医疗卫生、电器、军工等领域显示出良好的应用前景，成功地被应用于溶剂回收，军工等领域显示出良好的应用前景，成功地被应用于溶剂回收，废水废气净化、毒气、毒液、放射性物质及微生物的吸附处理、废水废气净化、毒气、毒液、放射性物质及微生物的吸附处理、贵金属的回收、电极制造
4、等方面。贵金属的回收、电极制造等方面。本讲稿第三页，共十四页二、二、活性炭纤维活性炭纤维2.种类及制备工艺种类及制备工艺活性炭纤维的种类活性炭纤维的种类活性碳纤维是以高聚物纤维为原料，经高温碳化和活化而制备活性碳纤维是以高聚物纤维为原料，经高温碳化和活化而制备的一种纤维状高效吸附分离材料。依据纤维原料的不同，人们的一种纤维状高效吸附分离材料。依据纤维原料的不同，人们将活性碳纤维分为不同种类，称为基活性碳纤维（将活性碳纤维分为不同种类，称为基活性碳纤维（-based activated carbon fiber-based activated carbon fiber）。）。本讲稿第四页，共十四
5、页二、二、活性炭纤维活性炭纤维2.种类及制备工艺种类及制备工艺活性炭纤维的种类活性炭纤维的种类1 1、纤维素基活性碳纤维2 2、聚丙基烯腈基活性碳纤维3 3、沥青基活性碳纤维。4 4、酚醛纤维基活性碳纤维。5 5、其它活性碳纤维。本讲稿第五页，共十四页二、二、活性炭纤维活性炭纤维2.种类及制备工艺种类及制备工艺活性炭纤维的制备工艺活性炭纤维的制备工艺本讲稿第六页，共十四页二、二、活性炭纤维活性炭纤维2.种类及制备工艺种类及制备工艺活性炭纤维的制备工艺活性炭纤维的制备工艺（1 1）预处理工艺预处理有两种类型，其一为盐浸渍预处理。其二为预氧化处理本讲稿第七页，共十四页二、二、活性炭纤维活性炭纤维2
6、.种类及制备工艺种类及制备工艺活性炭纤维的制备工艺活性炭纤维的制备工艺（2 2）碳化工艺碳化是在惰性气氛中加热升温，逐渐排除纤维中可挥发的非碳组分，形成类石墨微晶结构的碳化纤维的过程。本讲稿第八页，共十四页二、二、活性炭纤维活性炭纤维2.种类及制备工艺种类及制备工艺活性炭纤维的制备工艺活性炭纤维的制备工艺（2 2）碳化工艺碳化工序的主要工艺参数：碳化过程升温速度碳化温度碳化时间碳化气氛本讲稿第九页，共十四页二、二、活性炭纤维活性炭纤维2.种类及制备工艺种类及制备工艺活性炭纤维的制备工艺活性炭纤维的制备工艺（3 3）活化工艺活活化化反反应应是是在在高高温温下下用用氧氧化化性性气气体体刻刻蚀蚀碳碳
7、化化纤纤维维，生生成成多多孔孔的的活性碳纤维。活性碳纤维。本讲稿第十页，共十四页二、二、活性炭纤维活性炭纤维.3 活性炭纤维的修饰改性活性炭纤维的修饰改性为了改善活性炭纤维的性能，可通过化学和物理方法对活性炭纤维的孔结构和表面化学结构进行修饰。本讲稿第十一页，共十四页二、二、活性炭纤维活性炭纤维.4 活性炭纤维的生产设备活性炭纤维的生产设备从工艺流程上看，活性炭纤维的生产设备有间歇式和连续式两类。（1 1）间歇式生产设备）间歇式生产设备 研研究究上上常常用用管管式式电电炉炉来来进进行行活活性性炭炭纤纤维维的的制制备备。但但是是间间歇歇式式设设备备的的热热能能利利用用率率低低，能能耗耗大大，生生产产周周期期长长，生生产产效效率率低低。因因此此，常常采采用用内内胆胆式式密密封封式式两两段段法法生生产产设设备备和和工工艺艺，来来降降低低能能耗耗，缩短周期。缩短周期。本讲稿第十二页，共十四页二、二、活性炭纤维活性炭纤维.4 活性炭纤维的生产设备活性炭纤维的生产设备从工艺流程上看，活性炭纤维的生产设备有间歇式和连续式两类。（2 2）连续式生产设备）连续式生产设备 规模工业化生产均采用连续式设备。规模工业化生产均采用连续式设备。本讲稿第十三页，共十四页本讲稿第十四页，共十四页