create_pdf 活性炭纤维
活性炭纤维

活性炭纤维是一种新型、高效、多功能吸附材料,产品为黑色、毡状织物,具有比表面积大,孔径分布窄,在液相、气相中对有机物和阴、阳离子吸附效率高,吸、脱附速度快,可再生循环使用,同时耐酸、碱,耐高温,适应性强,且可加工成任何形状,该产品在防止环境污染、食品加工、医疗卫生、劳动保护及国防等领域,具有广泛的应用前景,如饮用水净化、工业污水处理、空气净化、脱臭、防毒、液体脱色、溶剂回收等。
二.活性炭纤维毡(布)系列主要指标:比表面积(m2/g):700-1500碘吸附(mg/g):700-1500苯吸附(%):25-50亚甲蓝脱色(mg/g):100-200其它数据原料:聚丙稀晴基,粘胶基,复合型规格:长度:0.5-30m宽度:0.6-1.2m厚度:1-5mm包装:10KG/纸箱体积:1200mm活性炭纤维毡(ACF FELT) 活性炭纤维毡采用天然纤维或人造纤维无纺毡经炭化、活化等系列工艺制成。
性能:极大的比表面积:900-220m2/g,吸附容量大。
微孔直径:5-100A。
,吸附速度快,是颗粒活性碳的10-100倍。
脱附方便,且脱附以后活性炭纤维吸附能力基本不变。
良好的导电性,耐酸、碱,成型性好。
用途:溶剂回收,空气净化,水净化防毒、防化,医用,除味,除臭,耐高温及保温电极材料。
粘胶基活性炭纤维毡是以粘胶纤维毡为原料制得的活性炭纤维,用途①溶剂回收:对苯类、酮类、酯类、石油类均能吸附回收;②空气净化:能吸附过滤空气中的恶臭、体臭、烟气、毒气、O3、SO2等。
③水净化:能去除水中的重金属离子、致癌物质、臭味、霉味、细菌及脱色等;可用于自来水、食品工业用水及工业用纯水等处理;④环保工程:废气及污水处理;⑤防毒口罩、防毒衣、香烟过滤嘴等;⑥贵金属提炼或回收、吸附放射性物质,也可用于作为催化剂载体、气相色谱的固定相;⑦医药上用于包扎带,急性解毒剂、人工肾脏等;⑧电子及能源方面应用,如高容量电容、蓄电池等;⑨耐高温及保温材料活性炭纤维新技术活性炭纤维对有机气体及恶臭物质(如正丁基硫醇等)吸附量比粒状活性炭(GAC)大几倍至几十倍。
活性炭纤维结构组织分析

活性炭纤维结构分析文章来自中国环保网产品中心活性炭是一种经特殊处理的炭,主要是以含碳量较高的物质制成,如木材、煤、果壳、骨、石油残渣等。
而以椰子壳、核桃壳为最常用的原料,在同等条件下,椰壳的活性质量及其他特性是最好的,因其有最大的比表面。
活性炭滤料外观为暗黑色,具有良好吸附性能,化学性质稳定,可耐强酸及强碱,能经受水浸、高温,密度比水小,是多孔的疏水性吸附剂,具有无数细小孔隙,表面积巨大,通常活性炭颗粒中的孔隙占颗粒总体积的70%-80%。
这些孔隙形状多样,孔径分布范围很广,细孔壁的总表面积即比表面积一般高达500-1700㎡/ g。
具有很强的物理吸附和化学附功能,这就是为什么活性炭吸附能力强、吸附容量大的主要原因。
活性炭一般制成颗粒状或粉末状。
90%以上通过80目标准筛或粒度小于。
0.175mm的活性炭通称粉状活性炭,粉末状的活性炭吸附能力强,制备容易,价格较低,但再生困难。
粒度大于0. 175mm的活性炭称为颗粒活性炭。
颗粒活性炭有不定型颗粒活性炭、圆柱形活性炭、球形活性炭等形状。
工业用水处理中较多采用颗粒状的活性炭,失效后可再生后重复使用。
活性炭吸附通过活性炭过滤器完成,活性炭过滤器的结构与压力过滤器类同。
活性炭的吸附能力与水温的高低、水质的好坏等有一定关系。
水温越高,活性炭的吸附能力就越强;若水温高达30℃以上时,吸附能力达到极限,并有逐渐降低的可能。
当水质呈酸性时,活性炭对阴离子物质的吸附能力便相对减弱;当水质呈碱性时,活性炭对阳离子物质的吸附能力减弱。
所以,水质的pH值不稳定,也会影响到活性炭的吸附能力。
活性炭除去水中游离氯能进行得很彻底。
此过程并不完全是对C12的物理吸附作用,而是活性炭表面起催化作用,促使游离氯的水解和产生新生态氧的过程加速,反应如下.C12+H20一HC10 .HCIO→HC1+[O]产生的新生态氧和活性炭中的碳或其他易氧化的组分反应,如C+2 [O]→COZ同时还可发生如下反应C+2C2→CCl4生成的卤代烃类化合物是一种致癌物质,所以对高含量的水不宜用活性炭处理饮用水。
活性炭纤维

预处理→炭化 活化 添加剂→结构控制方法 预处理 炭化→活化 添加剂 结构控制方法 工艺设备 炭化 活化→添加剂 结构控制方法→工艺设备
1.预处理预处理主要有盐浸渍和预氧化两种方式。盐浸渍是将原料纤维充分浸渍在盐(磷 预处理预处理主要有盐浸渍和预氧化两种方式。盐浸渍是将原料纤维充分浸渍在盐 磷 预处理预处理主要有盐浸渍和预氧化两种方式 酸盐、碳酸盐、硫酸盐等)溶液中 然后使其干燥。 溶液中, 酸盐、碳酸盐、硫酸盐等 溶液中,然后使其干燥。预氧化处理一般采用空气预氧化的方 原料纤维在一定的温度范围内,缓慢预氧化一定时间, 法,原料纤维在一定的温度范围内,缓慢预氧化一定时间,或者按照一定升温程序升温 预氧化。预氧化主要是为了防止PAN纤维、沥青纤维等高温炭化和活化时发生熔融并丝。 预氧化。预氧化主要是为了防止 纤维、沥青纤维等高温炭化和活化时发生熔融并丝。 纤维 2.炭化是在惰性气体 如氮气或氩气等 环境下于 炭化是在惰性气体(如氮气或氩气等 环境下于800~1000℃对纤维进行热处理,排除大 炭化是在惰性气体 如氮气或氩气等)环境下于 ~ ℃对纤维进行热处理, 部分非碳成分,形成具有类似石墨微晶结构的炭化纤维。 部分非碳成分,形成具有类似石墨微晶结构的炭化纤维。 3.活化是在高温下用氧化性气体刻蚀炭化纤维,使所得ACF具有理想的微孔结构和较高 活化是在高温下用氧化性气体刻蚀炭化纤维,使所得 活化是在高温下用氧化性气体刻蚀炭化纤维 具有理想的微孔结构和较高 的比表面积。 的比表面积。 4. 增加不同的添加剂,可以做到增加过程的速率、降低活化温度、增加纤维强度和弹性 增加不同的添加剂,可以做到增加过程的速率、降低活化温度、 模量、 模量、增加纤维吸附容量等 5.结构控制:ACF的合成工艺和产品结构会因原料不同而不同。为了获得收率高、强度好、 结构控制: 的合成工艺和产品结构会因原料不同而不同。 结构控制 的合成工艺和产品结构会因原料不同而不同 为了获得收率高、强度好、 吸附性能优良的产品,应选择相宜的原料纤维以及炭化和活化条件。 吸附性能优良的产品,应选择相宜的原料纤维以及炭化和活化条件。 6.工艺设备在 工艺设备在ACF的制配中至关重要。英国人发明一种竖立式结构,沿壁面用电加热器加 的制配中至关重要。 工艺设备在 的制配中至关重要 英国人发明一种竖立式结构, 碳化活化一次完成。 热,碳化活化一次完成。而我国目前活性炭纤维的生产仍处于间歇生产或半间歇阶段 。
活性炭纤维

活性炭纤维及其用途班级:化工06-1班学号:06062582 姓名:罗鹏一、简述活性炭纤维(ACF)是继粉状活性炭和颗粒活性炭之后的第三代活性炭产品,是随着碳纤维工业发展起来的一种新型碳材料。
2O世纪6O年代初,在碳纤维研究基础上研制出活性炭纤维。
根据生产中前驱体的不同,活性炭纤维主要分为聚丙烯睛基ACF(PAN—ACF)、粘胶基ACF、酚醛基ACF、沥青基ACF(pitch.ACF)等。
活性炭纤维孔径分布狭窄而均匀,孔隙结构以微孔为主,微孔体积占总孔体积的90%左右,微孔孔径大多在1.0 nm~2.7 nm左右,几乎没有大孔和过渡孔。
活性炭纤维还有一定量的表面官能团,对水溶液中的有机物和重金属离子等有较大的吸附容量和较快的吸附速率,并且容易再生。
采用活性炭纤维处理原水或废水,可大大减小处理装置的体积,提高处理效率。
对于有回收价值的污染物,可通过活性炭纤维富集加以回收,实现资源化。
尤为重要的是,活性炭纤维对低浓度吸附质,即使对痕量级吸附质仍保持有很高的吸附量。
活性炭纤维还可根据需要加工成纤维束、毡、布、纸以及其他形态,这样便于工程应用和工艺的简化,因而其在废水处理中有较广泛的应用。
此外,它还具有强度较高、耐高温、不宜粉化、加工成型性好等特点,可制成毡、布、纸等不同的性状,以及耐酸和碱腐蚀、可再生、对环境友好的特性。
这些结构特性使活性炭纤维具有广谱的吸附性能、大的吸附容量和更快的吸附和脱附速度,使得其一问世就得到人们的广泛关注和深入研究。
二、活性炭纤维的发展状况活性炭纤维是20世纪60年代随着炭纤维工业的发展而发展起来的,最先问世的是黏胶基活性炭纤维。
目前用作ACF前驱体的有机纤维主要有黏胶基、聚丙烯腈基、酚醛基、沥青基、聚乙烯醇基、苯乙烯/烯烃共聚物和木质素纤维等,其中前4种均已实现工业化。
中国于20世纪70年代末期开展了对活性炭纤维的研究工作,基本上采用跟踪法,总体落后于国际水平,形成规模的主要有黏胶基和聚丙烯腈基,其他系列的活性炭纤维如沥青基等以及空心活性炭纤维、活性炭纤维纸等特殊结构的活性炭纤维也在研究中。
活性炭纤维在空气过滤中的作用

活性炭纤维在空气过滤中的作用活性炭纤维在空气过滤中的作用:活性炭纤维(ACF)是用天然纤维或人造有机化学纤维经过碳化制成。
其主要成份由碳原子组成。
碳原子主要以类似石墨微晶片、乳层堆叠的形式存在。
ACF另一引人注目的结构是具有发达的比表面积,丰富的微孔径。
活性炭纤维在空气过滤中的作用活性炭纤维(ACF)是用天然纤维或人造有机化学纤维经过碳化制成。
其主要成份由碳原子组成。
碳原子主要以类似石墨微晶片、乳层堆叠的形式存在。
ACF另一引人注目的结构是具有发达的比表面积,丰富的微孔径。
一般活-1600m2/g,微孔体积90流右,其微孔孔性炭纤维(ACF)的比表面积可达1000 径为10A-40A。
产品性能:1 、吸附容量大:对有机气体恶臭、腥臭物质(NO、NO2、SO2、H2S、NH3、 CO、CO2)吸附量比颗粒和粉状活性炭大 20-30倍。
对水溶液中的无机物、燃料、有机物质及重金属离子吸附量比颗粒、粉状活性炭高5-6 倍。
对微生物及细菌有优良的吸附能力。
(如大肠杆菌的吸附率可达 94%-99%。
)对低浓度吸附质的吸附能力特别优良。
如对PPM吸附仍保持很高的吸附量。
而GAG吸附材料往往在低浓度吸附能力大大降低。
2、吸附速度快:对气体的吸附一般在数十秒至数分钟达到吸附平衡,比GAC高 2-3 个数量级。
3、脱附速度快、易再生:用120?-150?热空气加热 10-30分钟即可完全脱附。
在多次吸附过程中,仍然保持原有的吸附性能。
4、耐温性能好:在惰性气体中耐高温 1000?以上,在空气中着火点达 500?。
5、耐酸、耐碱,具有良好的导电性能和化学稳定性。
6灰份少:它的灰份含量仅为GAC勺十分之一,对回收物质的催化作用小。
活性炭纤维是性能优于活性炭的高效活性吸附材料和环保工程材料。
其超过 50%的碳原子位于内外表面,构筑成独特的吸附结构,被称为表面性固体。
它是由纤维状前驱体,经一定的程序炭化活化而成。
较发达的比表面积和较窄的孔径分布使得它具有较快的吸附脱附速度和较大的吸附容量,且由于它可方便地加工为毡、布、纸等不同的形状,并具有耐酸碱耐腐蚀特性,使得其一问世就得到人们广泛的关注和深入的研究。
活性碳纤维(ACF)在环境保护中的应用研究

活性碳纤维( ACF)在环境保护中的应用研究摘要:随着我国科技水平的提升,给人们提供了高质量生活,但同时对生态环境也造成了巨大的破坏。
在新时代发展中,我国重点关注环境保护问题,提倡环境保护理念,推动社会的长远发展。
对于活性碳纤维来说,其可以在环境保护领域发挥着重要的应用价值。
为了能够利用活性炭纤维对环境保护作出贡献,我们针对活性碳纤维的特点和性能进行分析,并了解活性炭纤维在水处理和大气污染处理中的应用,以此来推广活性碳纤维在环境保护中的价值,推动城市环境的可持续发展。
关键词:活性碳纤维;环境保护;应用研究0引言活性炭纤维作为一种全新的活性炭材料,它在传统活性炭技术和碳纤维技术的融合基础上,改变了传统纤维状、粉状和颗粒状的活性炭形态,成为现阶段最流行的活性炭产品。
在我国活性炭的发展中,传统的纤维性活性炭凭借为空结构发达以及吸附性较强的优势,解决了颗粒活性炭的弊病。
但是纤维活性炭仍然存在成本较高和成品率低等问题,随着活性碳纤维的问世,不但具备纤维状活性炭的优点,同时也摆脱了成品率低的问题,凭借其独特的结构,彻底克服了活性炭应用中存在的缺陷。
1活性炭纤维概述1.1活性碳纤维发展活性碳纤维简称ACF,其主要由碳原子组成,出示材料是预氧化纤维和碳纤维,在对原始材料进行活化和高温碳化过程,使其成为一种具备高效吸附能力的碳纤维材料。
在开展活性碳纤维材料的制备时,前驱材料成分主要为沥青、酚醛树脂、聚丙烯腈,制备方法可以采用物理方法和化学方法。
采用不同的原料制备的活性碳纤维基体也有所区别,当前我国活性碳纤维的种类包括粘胶纤维基活性碳纤维、聚丙烯腈基活性碳纤维、聚乙烯醇活性碳纤维、木质素纤维基活性碳纤维以及沥青基活性碳纤维等等,并且在日常生活中有着广泛的应用,特别是在环境保护领域,可以起到大气环境和水环境的净化效果。
在现代科技水平的推动下,活性碳纤维的种类也不断增多,而其特点和性能也不断改进,在环境保护领域中都发挥着重要作用,对改善我国生态环境具有重要意义。
活性炭纤维

炭纤维优良的吸附性能:
吸附容量大,达到吸附平衡的速率快,对有机 蒸气的吸附量比粒状活性炭大几倍甚至几十倍; 吸附脱附速度快,再生容易,不易粉化; 吸附力强、吸附完全,特别适用于吸附去除 ppm、ppb级乃至更低浓度的水中有机物; 具有氧化还原能力,可将贵金属离子及H92+
等离子还原为低价离子或金属单质。
改性
目前活性炭纤维的表面改性研究越来越受到了 人们的重视,如利用合适的氧化剂在适当的温 度下对活性炭纤维表面的官能团进行氧化处理, 从而提高表面含氧官能团的含量,增强表面的 极性;通过复合等技术,活性炭纤维的功能更 加丰富。通过把活性炭纤维与生物活性物质复 合,可使吸附与生物降解相耦合。
2、工业用水处理
活性炭纤维与有机功能纤维配合,可用于循环冷 却用水及锅炉用水的防垢、防腐处理。
功能纤维对循环水中的钙镁离子起到吸附、增溶的作用。循环 水中该两种离子的浓度基本稳定在60mg/L的水平上,这一方 面是活性炭纤维表面含丰富的酸性官能团,与钙镁离子发生离 子交换的结果;另一方面,活性炭纤维在吸附或与溶解氧作用 时,生成了CO2,调节了体系的酸度,增大了钙镁离子的溶解 性。 功能纤维可以吸附水中的有机物及微生物,降低水中溶解氧浓 度,抑制水中好氧生物的滋生繁殖。用活性炭纤维处理空调循 环水四个月,其微生物指标远低于控制标准,且效果好,成本 低,免除了定期换药、投药的麻烦,也减少了环境污染。 还可以调节体系的电势差,故可有效地防止水的结垢及对体系 金属的腐蚀。
ACF在重金属离子的去除方面的应用
研究表明,ACF对CODCr有较好的去除效果。 动态吸附试验表明,ACF吸附Pb2+的穿透点为 180mL,吸附终点为320mL,具有较好的工程 应用可行性。 实验过程中,ACF有良好的再生性能。吸附饱 和后的ACF再生3次后,仍保持良好的吸附性 能,可重复使用。
活性炭纤维

活性炭纤维(Activated Carbon Fibers ACF)活性炭纤维,亦称纤维状活性炭,是性能优于活性炭的高效活性吸附材料和环保工程材料。
它是有纤维状前驱体,经一定的程序碳化活化而成。
较高的技术含量和较高的产品附加值是其主要特征,可使吸附装置小型化,吸附层薄层化,吸附漏损小,效率高,节能经济,可以完成颗粒活性炭无法实现的工作,是任何其它类型的活性炭纤维无法比拟的,性能出类拔萃的活性吸附材料和环保工程材料。
结构活性炭纤维(ACF)是用天然纤维或人造有机化学纤维经过碳化制成。
主要成分是C 但也存在微量的杂质原子,包括O、H此外还有N、S等。
它们与C 结合形成相应的官能团,其中以含氧基团在活性炭纤维表面含量较为丰富。
碳原子主要以类似石墨微晶片、乳层堆叠的形式存在。
ACF另一引人注目的结构是具有发达的比表面积,丰富的微孔径。
一般活性炭纤维(ACF)的比表面积可达1500-2000m2/g,甚至更高;微孔体积90%左右,其微孔孔径为10A-40A。
活化机理活化剂有选择性地与非晶碳、晶格缺陷处和晶棱上的碳原子发生氧化反应,形成挥发性气体而使碳消耗,并向纵深处蚀刻,在炭纤维的表面处留下孔洞,从而增大了ACFs的表面积。
以水蒸气作为活化剂为例,可将炭纤维活化过程分为三个阶段:(1)氧化反应由炭纤维外表面逐渐扩展到内部,炭纤维表面氧化物和矿物等杂质上所吸附的水分子制约碳的氧化;(2)炭纤维原有的大孔结构的暴露,减轻水分子向炭纤维深部扩展,并保证化学反应在炭纤维全部体积中进行;(3)连通孔隙系统形成,使活化过程的速度受水蒸气向炭纤维孔隙内扩散速度的制约。
活化技术当前的活化技术主要分为两大类:物理活化和化学活化。
物理活化:又称气体活化法,在活化过程中不发生化学键的断裂和生成。
它是在炭纤维炭化后,再在600—1200o C高温下活化制得ACF。
使用的活化剂主要有水蒸气、二氧化碳、氧气等气体。
物理活化的优点在于使用的活化剂成本低,并且对环境的污染小,缺点在于它产生的活性炭纤维的得率低于化学活化的得率,并且制得的活性炭纤维的平均孔径比化学活化的大。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
率快, 如对 C 的最大吸附量为 1 / 。Z r( 7 1 . 5m h a n Ⅵ) g g g
] 1 6 2 + 等[ 以P 为模板制备了具有磁性的印迹聚合物, 发现此 b [ ] 2 + 7 的最大吸附量为 1 / 。W 印迹聚合物对 P b 9 . 6 1m u等 1 g g
以S / 发现它们对 i A l介孔材料为 载 体 制 备 印 迹 介 孔 材 料,
2 活性炭纤维的吸附性能
2 . 1 对重金属离子的吸附
从环境污染方面所说的重金属, 主要是指汞、 铅、 镉、 铬 以及类金属砷这5种具有显著生物毒性的重金属, 也指具有
] 3 - 5 一定毒性的一般重金属, 如铜、 锌、 镍等[ 。 重金属污染具
在环境领域具有广阔的应用前景。 效果,
1 活性炭纤维的吸附机理
犖 犲 狑犚 犲 狊 犲 犪 狉 犮 犺犘 狉 狅 狉 犲 狊 狊 狅 狀犃 犱 狊 狅 狉 狋 犻 狅 狀狅 犳犃 犮 狋 犻 狏 犪 狋 犲 犱犆 犪 狉 犫 狅 狀犉 犻 犫 犲 狉 犵 狆
, ,WE , MA OX i a o u a n X IC h e n NZ h a o x i a P E IR u n f a n j g
( , , ) C o l l e eo fC h e m i s t r n dM a t e r i a l S c i e n c e S h a n x iN o r m a lU n i v e r s i t L i n f e n0 4 1 0 0 0 g ya y 犃 犫 狊 狋 狉 犪 犮 狋 h e a b s o r b i n e c h a n i s mo f a c t i v a t e dc a r b o nf i b e r i s i n t r o d u c e d . R e s e a r c ha n dd e v e l o m e n to f a d T gm p , , s o r t i o n t e c h n i u e s i n t h e t r e a t m e n t o fw a s t e w a t e r c o n t a i n i n e a v e t a l d e a n dp e s t i c i d e a r ed i s c u s s e d r e s e c t i v e p q gh ym y p , , , l . I na d d i t i o n s o m e l i m i t a t i o n so np r e s e n t s t u d r ep r o o s e d a sw e l l a s s o m e s u e s t i o n s f o r t h e f u t u r e r e s e a r c h i n y ya p g g o r d e r t om a k e c o n t r i b u t i o n s t oe n v i r o n m e n t a l o v e r n a n c e . g , , 犓 犲 狅 狉 犱 狊 a c t i v a t e dc a r b o n f i b e r a d s o r t i o n w a s t e w a t e r t r e a t m e n t p 狔狑
饱和吸附容量由 改 性 前 的 3 / 2 . 5m 5 g g增加到改性后的 7 / 。在此基础上, 肖乐勤等通过对比未处理的 A C F 及经 m g g 氧化和碱化改性后的 A 对重金属离子的动态吸附性能 , C F
表1 各种吸附材料的性能比较 T a b l e 1 e r f o r m a n c e c o m a r i s o no f v a r i o u sk i n d so f a d s o r t i o nm a t e r i a l s P p p 吸附材料 腐殖酸基重金属 离子吸附材料 改性纤维素材料 离子印迹介孔材料 石墨烯及其复合物材料 缺陷 由于地域性差异导致风化煤中所含腐殖酸量不同, 难以保证良好的吸附效果; 一定条件下, 腐殖酸 可溶于水, 在水体中自身就是一种污染物, 造成二次污染; 吸附稳定性差, 洗脱再生能力低, 其应用 理论水平低, 难以实现工业化应用 研究系统性差、 化学性质不稳定, 易受酸、 碱的腐蚀, 不适宜应用在实际废水处理方面 多为小颗粒状的粉末, 在实际应用中带来诸多不便; 主要对于几种常见的重金属离子有好的吸附性 选择性窄, 其再生性能也有待进一步研究 能, 在石墨烯及其复合材料的制备过程中, 常用到大量的有毒试剂进行化学还原, 会造成再次污染; 不 易解吸, 循环利用率差, 导致成本增加
活性炭纤维吸附性能的研究新进展 / 毛肖娟等
·4 9·
活性炭纤维吸附性能的研究新进展
毛肖娟, 席 琛, 文朝霞, 裴润芳
( 山西师范大学化学与材料科学学院, 临汾 0 ) 4 1 0 0 0 摘要 介绍了活性炭纤维的吸附机理, 着重论述了吸附技术在含重金属废水、 染料废水及农药废水处理中的 并指出目前存在的不足之处以及对未来的研究工作提出了一些展望和建议, 以期为环境的治理做出 应用研究进展, 贡献。 关键词 活性炭纤维 吸附 废水处理 中图分类号: : / . i s s n . 1 0 0 5 0 2 3 X. 2 0 1 6 . 0 7 . 0 0 9 T Q 3 4 2 A 犇 犗 犐 1 0 . 1 1 8 9 6 文献标识码: j
2 / , 微孔含量丰富且制备工艺灵活, 可方便地加工成 2 0 0 0m g 纸、 布、 毡、 纱等不同的形状, 吸附再生后仍具有良好的吸附
种类型。物理吸附是由于吸附剂表面分子与吸附质分子之 间通过静电相互作用而引起的吸附, 特点是吸附没有选择 性, 吸附质能够在界面上自由移动, 吸附的牢固程度不如化 学吸附; 化学吸附则是由于两种分子间产生了化学结合力, 形成牢固的化学键和表面络合物。 化学吸附具有一定的选 一般为单分子层吸附。 择性,
当流体与多孔固体接触时, 流体中某一组分或多个组分 在多孔固体表面处产生富集, 这种现象称为吸附。 它是由于 多孔固体表面的分子因受力不平衡而产生表面能, 当其它物 质与该固体表面接触时, 受到这些不均衡力的吸引而附着在 固体表面上产生的, 其中的多孔固体称为吸附剂, 被固体吸 附的物质称为吸附质。A C F 具有大面积的微孔和窄的孔径 分布,暴露在外的微孔使 A 窄的孔径 C F 形成快速吸附优势, 能使 A C F 吸附能量加强 选择性。 根据吸附过程中吸附质分子与吸附剂表面分子间作用 力的不同, 将A C F 的吸附行为分为物理吸附和化学吸附两 。 因此,A C F 具有良好的吸附 特性, 显示出高的吸附容量、 快的吸脱附速度及一定的吸附
[ , ] 1 2
有持久性、 隐蔽性、 毒性大等特点, 且不能被微生物降解, 并 甚至可通过化学和 可通过生物富集作用破坏生态系统平衡,
] 6 生物作用与有机物结合, 形成毒性更强的有机金属[ 。 吸附
法不仅具有重金属的废水成为应用最
H 值和大的比表面积。 A C F 吸附重金属的能力主要取决于 p 但是, 对于不同的金属离子, 对其的吸附容量仍有较大 A C F 的差异。这主要归因于 A C F 的表面微孔结构和表面官能团 从而使得 A 的种类及数量, C F 对不同物质的吸附具有一定 为了能最大化地发挥 A 的吸附选择性。因此, C F 的功能性, 改善其吸附选择性和吸附效果, 在选用 A 有 C F 作吸附剂时, [ ] 1 采用 HN 必要对 A C F 进行改性处理。 如肖乐勤等 1 O 3 和 并用静态吸附法考察了不同条 H O C F 进行氧化改性, 2 2对A 2 + 对水体中 的吸附性能 。 实验结果显示, 改性 件下 A C F P b 前后样品对 P 吸附平衡时间为5m ; b 的吸附速率均较高, i n
0 引言
近年来, 一种新型的炭多功能吸附剂— — —活性炭纤维 ( , 被广泛研究和应用。A A c t i v a t e dc a r b o n f i b e r A C F) C F是 由有机纤维经高温炭化活化制备而成的一种多孔性纤维状 是继传统粉状、 粒状活性炭之后的第三代活性炭 吸附材料, 产品。这种吸附材料具有大的比表面积, 一般可达到 1 0 0 0 ~
2 + 的吸附具有良好的亲和力和吸附容量, 实验室最大吸附 P b [ ] 1 8 量为3 / 。F 研究其 6 7m a n等 通过自制石墨烯复合材料, g g
对P ( 的吸附性能, 实验结果表明该材料对 P ( 具有 b b Ⅱ) Ⅱ) 高的吸附容量。这些吸附材料均具有不逊于 A C F 的吸附效 甚至有些吸附材料的吸附能力远高于 A , 但是从大规 果, C F 远不及 A 模工业化应用方面而言, C F 优越。 表 1 列出了这 些吸附材料在应用方面存在的主要不足之处。
] 1 0 研究人 员[ 通过研究 A 得出 C F 吸 附 重 金 属 的 机 理,
得出改性后的 A C F 在吸附容量及穿透时间上均优于未改性 的A , 经碱化改性的 A 其饱和吸附量为 C F C F 效 果 最 佳, / , 是未改性 饱和吸附量 ( / ) 的4 2 2 5 . 6 2m A C F 5 5 . 4 2m g gg g
·5 0·
材料导报 A: 综述篇
第3 2 0 1 6 年 4 月( A) 0卷第4期
初始浓度、 吸附时间、 体系的p H 值对 A C F 吸附性能的影响。 实验发现 A 吸附率最高达 C F 对镉离子有较强的吸附性能, 在所选择的条件范围内, , 溶液 8 5 %; A C F 最佳质量为 0 . 2g 的最佳初始质量浓度为2 / 最佳吸附时间为 9 ; 0 0m L, 0m i n g 此外, 随着 p H 值的增大, A C F 对镉离子的吸附率逐渐增加, 当p 吸附率变化很小, 吸附趋于平衡。 H 值大于8时,