納米活性炭主要性能

ACF是一種表面納米粒子，具有不規(guī)則的結(jié)構(gòu) 與納米空間混合的體系。其纖維直徑細(xì)，與被吸附物的接觸面積大，且可以均勻接觸與吸附，使吸附材料 得以充分利用。效率高，且具有纖維、氈、布和紙等各種纖細(xì)的表態(tài)，孔隙直接開(kāi)口在纖維表面，其吸附質(zhì)到達(dá)吸附位的擴(kuò)散路徑短，且本身的外表面積較內(nèi)表面積高出兩個(gè)數(shù)量級(jí)。

納米活性炭結(jié)構(gòu)

ACF具有微孔形結(jié)構(gòu)，微孔半徑在 2nm以下，其孔徑分布窄，特殊的細(xì)孔呈單分散分布，由不同尺寸的微細(xì)孔隙組成其結(jié)構(gòu)，并且中孔、小孔擴(kuò)散呈現(xiàn)出多分散型分布，在各細(xì)孔結(jié)構(gòu)中的差別較大，其主要原因在于原料的不同。在 ACF中無(wú)大孔，只有少量的過(guò)渡孔，微孔分布在纖維表面，其吸附速率快，ACF絲束的空間起大孔作用，對(duì)氣相與液相物質(zhì)具有較好的吸附作用，其外比表面積大，吸脫速度快，為粒徑活性炭10～100倍。隨著比表面積增大，細(xì)孔的平均孔徑隨之增大，細(xì)孔容積增加，在細(xì)孔內(nèi)發(fā)生吸附后充填細(xì)孔內(nèi)。其比表面積增大吸附容量大，為粒狀活性炭的10倍，可吸附處理低濃度廢氣或具有高活性的物質(zhì)。

ACF的體積密度小，濾阻小、可吸附粘度較大的液態(tài)物質(zhì)，且動(dòng)力損耗小。

納米活性炭表面化學(xué)結(jié)構(gòu)

ACF固體表面原子呈不飽和結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)特的表面化學(xué)性能，微晶在燃燒溫度低時(shí)易與氧化介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成氧化產(chǎn)物，主要有羧基、酚基、醌基等含氧基團(tuán)，及含硫基、氮元素、鹵素等官能團(tuán)。其表面酸性與吸附平衡有密切的關(guān)系。

按照國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC)的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，吸附劑的細(xì)孔分為三類(lèi)：孔徑大于50nm

的為大孔，2nm～50nm的為中孔，0．8nm～2nm的為微孔以及小于0．8nm的為亞微孔。ACF的孔主要是亂層結(jié)構(gòu)炭和石墨微晶形成的微孔。微孔的大量存在使ACF的表面積增大，同時(shí)也使其吸附量提高。吸附劑中的大孔是作為被吸附分子到達(dá)吸附位的通道，它控制著吸附速度；ACF其纖維直徑一般在 10nm～13nm、外表面積大、微孔豐富且分布窄、易于與吸附質(zhì)接觸、擴(kuò)散阻力小，所以其吸脫附速度快，有利于吸附分離。而且，可以根據(jù)需要制成氈、布、紙等各種形態(tài)，適應(yīng)于多種用途。ACF是由CF活化而成。CF為多晶亂層石墨結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)化成ACF后，結(jié)構(gòu)基元不變化。ACF是非均勻性的多相結(jié)構(gòu)。

由于高溫水蒸氣將部分原子脫去后形成微孔結(jié)構(gòu)使之生成羧基、羰基等含氧活性基團(tuán)，使其表面的酸性增加。比表面積約為1 200㎡/g，遠(yuǎn)大于AC，在苛刻條件下活化時(shí)可達(dá)3 000㎡/g。ACF為分布狹窄單一孔徑的微孔結(jié)構(gòu)，其孔可以產(chǎn)生毛細(xì)管的凝聚作用。

由于具有微孔，其吸附、脫附速率遠(yuǎn)大于兩個(gè)數(shù)量級(jí)，吸附量大。在填充床中流體的床層阻力?。勺鳛榇呋瘎┡c催化劑載體使用在ACF分子內(nèi)的痕量雜原子為磷、氮、氯等。在活化時(shí)，部分雜原子被脫去后，表面的雜質(zhì)大大減少。由于活化中氧化氣體的作用，表面含氧基團(tuán)增強(qiáng)，主要有酸性基團(tuán)，如羧基等。中性基完備如羰基、內(nèi)酯基等。堿性基團(tuán)有過(guò)氧化基等。ACF會(huì)因活化的方法不同，而生成不同表面含氧基與表面酸堿性不同的產(chǎn)物。在水的作用下．其氧化還原能力更強(qiáng)。由于水的存在可以使一些基 團(tuán)氧化成羥基。由此在表面含氧基團(tuán)數(shù)目增加后．表面氧化還原容量增大。

目前，納米ACF已廣泛應(yīng)用在化學(xué)工業(yè)、環(huán)境 保護(hù)、輻射防護(hù)、電子工業(yè)、醫(yī)用、食品衛(wèi)生等方面，而且越來(lái)越受到人們的關(guān)注，其應(yīng)用前景相當(dāng)廣闊。

近年來(lái)，隨著人類(lèi)環(huán)保意識(shí)的不斷加強(qiáng)，對(duì)于生 存的環(huán)境，特別是對(duì)空氣、水等凈化密切相關(guān)的活性 炭等環(huán)保材料的性能要求越來(lái)越高，粒狀或粉狀活 性炭已能很好滿(mǎn)足使用要求。傳統(tǒng)的活性炭是一種 粒狀或粉狀的炭材，自20世紀(jì)初實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)以 來(lái)，在分離及凈化水及其它液體的除臭、凈化等方面 得到廣泛應(yīng)用。粒狀或粉狀的結(jié)構(gòu)，它的吸附速度較 慢，分離效率不高，特別是它的物理形態(tài)在應(yīng)用時(shí)有 許多不便，限制了應(yīng)用范圍。ACF孔徑小且分布窄， 吸附速度快，吸附量大，容易再生。與粉狀(5nm～ 30nm)活性炭相比，ACF在使用過(guò)程中產(chǎn)生的微粉 塵少，可制成紗、線、織物、氈等多種形態(tài)的制品，使 用時(shí)更加靈活方便。 ACF被認(rèn)為是 21世紀(jì)最優(yōu)秀的環(huán)保材料之 一， 在氣體和液體凈化、有害氣體及液體吸附處理、 溶劑回收、功能電極材料等方面已得到成功應(yīng)用。2100433B

規(guī)格參數(shù)

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