活化工藝對(duì)PAN基活性碳纖維結(jié)構(gòu)和性能的影響.pdf

1、活性碳纖維(ACFs)是在上世紀(jì)70年代開(kāi)發(fā)并逐漸實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的新型吸附材料，一般來(lái)說(shuō)，ACFs除了和活性炭一樣，具有高的比表面積外，還具備以下特殊的性質(zhì):碳含量高、吸/脫附速度快、孔徑分布窄;重復(fù)利用率高，易于加工成帶、紙、氈、布等形狀制品。所以，ACFs一問(wèn)世就引起國(guó)內(nèi)外科學(xué)家和企業(yè)家的極大興趣，并被廣泛應(yīng)用于空氣凈化、水處理、催化劑、能源等領(lǐng)域。然而，目前大多數(shù)ACFs除了孔徑較小之外，力學(xué)性能也相對(duì)較差，從而限制了它的應(yīng)用領(lǐng)域

2、。因此，尋求兼具高比表面積和優(yōu)異力學(xué)性能的ACFs具有重要的意義。
　　本課題采用的原料為12K聚丙烯腈基原絲，活化設(shè)備為連續(xù)式活化爐，所得PAN-ACFs同時(shí)具有高比表面積和優(yōu)異力學(xué)性能。研究?jī)?nèi)容主要有:一、磷酸鉀鹽活化制備PAN-ACFs;二、氮?dú)饬髁繉?duì)KOH+水蒸氣協(xié)同活化制備PAN-ACFs的影響;三、張力對(duì)KOH+水蒸氣協(xié)同活化制備PAN-ACFs的影響;四、KOH+水蒸氣協(xié)同活化法高效制備PAN-ACFs。此外，本課題

3、還借助碘吸附值、力學(xué)性能、BET、XRD以及SEM等表征測(cè)試手段系統(tǒng)性的研究了ACFs吸附性能、力學(xué)性能以及微觀結(jié)構(gòu)三者之間的關(guān)系，最終實(shí)現(xiàn)了高性能活性碳纖維的連續(xù)式制備。
　　研究結(jié)果表明:與單一物理或化學(xué)活化方法相比，采用物理+化學(xué)協(xié)同活化方法可以制備出綜合性能更優(yōu)的ACFs。在KOH+水蒸氣協(xié)同活化階段，氮?dú)饬髁繉?duì)ACFs的相關(guān)性能均有一定的影響:隨著氮?dú)饬髁康慕档?，ACFs的吸附性能增加;此外，在活化階段，張力的存在也對(duì)A