碳纖維氈簡(jiǎn)介

carbon fiber felt

碳纖維制成的氈，簡(jiǎn)稱(chēng)碳?xì)帧?/p>

以聚丙烯腈基碳?xì)譃槔?，面積重量500g/m2和1000g/m2，縱向和橫向強(qiáng)度(N/mm2)各為0.12，0.16和0.10，0.12，斷裂伸長(zhǎng)各為3%、4%和18%、16%，電阻率(Ω·mm)各為4~6，3.5~5.5和7~9，6~8，導(dǎo)熱系數(shù)各為0.06W/(m·K)(25℃)，比表面積均>1.5m2/g，灰分皆小于0.3%，含硫量皆<0.03%。

活性碳纖維(ACF)是超越活性炭(GAC)的新型高效吸附材料，是一種新型的換代產(chǎn)品。它具有高度發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)，吸附容量大，脫附速度快，凈化效果好，它可以加工成多種規(guī)格的氈、絲、布。該產(chǎn)品具有耐熱、耐酸、耐堿等特點(diǎn)。

對(duì)水溶液中COD，BOD，油吸附能力比GAC高很多。吸附阻力小，速度快，解吸迅速，徹底。

制法有:(1)碳短絲氣流成網(wǎng)后針刺;(2)預(yù)氧絲氈碳化;(3)聚丙烯腈纖維氈預(yù)氧化和碳化。用作真空爐和惰性氣體爐絕熱材料、熱的氣體或液體和熔融金屬濾材、燃料電池多孔電極、催化劑載體、耐腐蝕容器復(fù)合材料襯里和復(fù)合材料。

含碳纖維高溫活化后，纖維表面布滿(mǎn)微孔(即氫、氧原子揮發(fā)前所占位置)，其孔徑為一根頭發(fā)絲的十萬(wàn)分之一，把這些微孔的內(nèi)表面展開(kāi)，1g活性碳纖維氈的展開(kāi)面積高達(dá)1600㎡，這是這些微孔起到了吸附氣味的作用。從物理學(xué)可知，物體的表面對(duì)外存在引力，表面越大吸附力越大，活性碳纖維正是通過(guò)這種范德華力的作用吸附周邊分子并牢固與微孔之中。

活性碳纖維氈用于有機(jī)溶劑的回收，對(duì)于從氣相分離回收有機(jī)溶劑，如對(duì)苯類(lèi)、酮類(lèi)、酯類(lèi)、石油類(lèi)的廢氣均能從氣相吸附回收。用活性炭纖維作溶劑回收材料吸附脫附速度快、處理量大，回收溶劑質(zhì)量高，回收率可達(dá)90%以上。

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。活性炭纖維孔徑小且分布窄，吸附速度快，吸附量大，容易再生。與粉狀(5nm~30nm)活性炭相比，活性炭纖維在使用過(guò)程中產(chǎn)生的微粉塵少，可制成紗、線(xiàn)、織物、氈等多種形態(tài)的制品，使用時(shí)更加靈活方便?；钚蕴坷w維被認(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。

飲用水的凈化:隨著工業(yè)的發(fā)展與都市人口的密集，水的污染越來(lái)越嚴(yán)重，都市區(qū)內(nèi)的生活廢水處理量已越來(lái)越大。在廢水中特別是工業(yè)廢水中的有機(jī)污染物有大量增加的趨勢(shì)，并且化工、冶金、煉焦、輕工等產(chǎn)業(yè)中的廢水為最主要的污染源，其含有的有毒物和有害物已在對(duì)生態(tài)環(huán)境構(gòu)成威脅。隨著城市化的加速，有機(jī)物的污染，都市生活污水量的不斷增加，使工業(yè)廢水中排放的有機(jī)物不僅數(shù)量增加而且有毒的物質(zhì)，對(duì)環(huán)境造成極大危害，因此確保優(yōu)質(zhì)飲用水的供應(yīng)是一件至關(guān)重要的事情。用活性炭纖維處理地下水可以獲得很好的效果。自來(lái)水中的殘氯也可用活性炭纖維吸附。地下水中的三氯乙烯(TCE)不僅使飲用水變味，而且在人體某一器官內(nèi)積累后將誘發(fā)致癌，因此TCE的污染是一個(gè)非常嚴(yán)重的問(wèn)題?；钚蕴坷w維對(duì)水中TCE的吸附量為粒狀活性炭的4倍。對(duì)大腸桿菌的吸附，所吸附的細(xì)菌數(shù)量隨比表面積的增大而增大。細(xì)菌吸附量還與活性炭纖維表面銀顆粒的大小有關(guān)。對(duì)水中的生物吸附，活性炭纖維也非常有效。近年來(lái)，城市人口的增加已使飲用水的供應(yīng)不足，國(guó)內(nèi)用活性炭處理三鹵甲烷廢水，其有效去除率僅為40%。對(duì)地下水的檢測(cè)表明，在水中已含有多種氯化物，這些氯化物具有致癌作用，自來(lái)水中的含氯物質(zhì)可用活性炭纖維加以去除。用活性炭纖維去除水中的三氯乙烯時(shí)，活性炭纖維的吸附量為粒狀活性炭的4倍，在實(shí)際處理中可比活性炭大1個(gè)數(shù)量級(jí)。

能夠吸附的有機(jī)物有:烴類(lèi)(苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、正己烷、環(huán)己烷 等) ，鹵代烴(氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、三氯乙烯、三氯乙烷、溴甲烷、 四氯化等)，醛酮類(lèi)(丙酮、環(huán)己酮、甲醛、乙醛、糠醛等)，酯類(lèi)(醋酸乙酯、醋酸丁酯等)，醚類(lèi)(甲醚、乙醚、甲乙醚等) ，醇類(lèi)(甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇等)，聚合用單體(氯乙烯等)

用于空氣凈化，可有效去除空氣中各種有害惡臭物質(zhì)，尤其是致癌物質(zhì)、芳香族類(lèi)的化合物(如苯類(lèi)，醛類(lèi))可使空氣潔凈清新。

用于污水處理，適用于處理含酚、醫(yī)藥、硫醇等難以分解的有機(jī)廢水。

用于食品、飲料、醫(yī)藥的凈水處理;制糖釀酒行業(yè)生產(chǎn)中的脫色除臭、飲用水的凈化、殺菌，自來(lái)水中去除余氯等用途。

電子及能源方面的應(yīng)用、可生產(chǎn)高容量電容、畜電池電極、導(dǎo)電發(fā)熱材料等。

在軍事防護(hù)方面可用于戰(zhàn)地施救做手套、敷料、綁帶和防化屏，以及防化部隊(duì)的化學(xué)防護(hù)服，還可用于軍用床品及軍用醫(yī)用床品。

目前活性炭纖維已廣泛用于凈水器，特別是載銀活性炭纖維具有吸附和滅菌的雙重功能。用載銀活性炭纖維對(duì)大腸桿菌進(jìn)行吸附，在銀含量增加，比表面增大時(shí)，其吸附量增大，對(duì)水中其它微生物的吸附同樣有效。