活性炭纖維的開發和利用
活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)纖維(wei)(wei)(wei)也稱纖維(wei)(wei)(wei)狀活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)是性(xing)(xing)(xing)(xing)能優于(yu)顆(ke)粒(li)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)高效(xiao)吸附材料和(he)環保工(gong)程材料。它是繼粉末活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)和(he)粒(li)狀活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)之后的(de)(de)第三種類型的(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)吸附材料,是粒(li)狀活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)更新換代產品。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)纖維(wei)(wei)(wei)這個(ge)概念首次在(zai)1962年(nian)的(de)(de)美(mei)國專(zhuan)利(li)中涉(she)及,隨(sui)即美(mei)、英(ying)、前蘇聯,特別是日本(ben),成(cheng)為(wei)研究(jiu)和(he)使用的(de)(de)大國,年(nian)產量近千噸。國內(nei)研究(jiu)始于(yu)20世紀(ji)80年(nian)代末,到90年(nian)代中后期陸續出現工(gong)業(ye)化(hua)裝置。在(zai)我國生(sheng)產的(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)纖維(wei)(wei)(wei)主要有兩(liang)種:一種叫黏(nian)膠基活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)纖維(wei)(wei)(wei),另一種叫聚丙烯腈基活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)纖維(wei)(wei)(wei)。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)纖維(wei)(wei)(wei)主要成(cheng)分由碳原子組成(cheng)。
活性炭纖維具(ju)有(you)發(fa)達的(de)比表面(mian)積(ji)和豐富的(de)微孔徑。一般活性炭纖維的(de)比表面(mian)積(ji)可達1000m2/g—1600m2/g。目前國(guo)內外對(dui)AFC產品的(de)開(kai)發(fa)和利用(yong),主(zhu)要(yao)針對(dui)其高(gao)效吸附,吸附容量大,吸附、脫附速(su)度(du)快,易再生,灰分(fen)少,耐酸、耐堿,具(ju)有(you)良好(hao)的(de)導電性能和化學(xue)穩定性等來進行。
一、醫藥與衛生方面
1、活性(xing)炭(tan)纖維對(dui)(dui)微生物及細菌有優良的(de)吸附(fu)能(neng)力,對(dui)(dui)細菌的(de)抑菌率(lv)可達96%—99%,對(dui)(dui)低濃度(百萬分率(lv)級)吸附(fu)質仍有很高的(de)吸附(fu)量。在醫院(yuan),尤其在SARS病房中,設置(zhi)空(kong)氣凈(jing)(jing)化器,可以用負壓操作來實施,將活性(xing)炭(tan)纖維加工(gong)成(cheng)活性(xing)炭(tan)纖維筒式(shi)濾芯來吸附(fu)。空(kong)氣凈(jing)(jing)化器能(neng)力設計成(cheng)4L/min空(kong)氣即能(neng)滿足醫院(yuan)要求。此功能(neng)在國內(nei)尚未工(gong)業化。
2、通(tong)常(chang)病毒(du)的(de)(de)(de)大小在幾十納(na)米(mi)左右,普通(tong)的(de)(de)(de)紗布口罩只用(yong)(yong)幾小時就得(de)換(huan)。因此(ci),我們可以(yi)將活性(xing)炭(tan)纖(xian)維(wei)布制成活性(xing)炭(tan)纖(xian)維(wei)防(fang)護口罩,它除(chu)了(le)具(ju)有防(fang)毒(du)、濾(lv)菌功能(neng)外,還可以(yi)用(yong)(yong)于有機氣體、農(nong)藥、酸性(xing)揮發物(wu)等化工(gong)物(wu)質場所(suo)。活性(xing)炭(tan)纖(xian)維(wei)防(fang)護口罩能(neng)有效防(fang)止普通(tong)口罩不能(neng)起作用(yong)(yong)的(de)(de)(de)5μm以(yi)下的(de)(de)(de)飄塵和由呼吸道傳播的(de)(de)(de)多種(zhong)病菌,適用(yong)(yong)于醫療、化工(gong)、皮革、環(huan)衛工(gong)人。
3、活(huo)性炭纖維用于醫療凈化血液、病毒的(de)過濾;作(zuo)為急性解毒劑(ji);制造腎臟、肝臟,我國(guo)應加大投入,開發完善其(qi)前沿(yan)功能。
二、軍事與反恐領域
為了防(fang)(fang)護光氣、沙林等多種有毒(du)氣體(ti),可以(yi)將活性(xing)炭纖維(wei)氈(zhan)或布與基(ji)布(棉布、迷彩布等)采(cai)用粘合的(de)形(xing)式,制成(cheng)一體(ti)。一方面保持活性(xing)炭纖維(wei)的(de)高效(xiao)吸附性(xing)能,同時也增強了強度(du)。可以(yi)制成(cheng)防(fang)(fang)護化(hua)學毒(du)氣的(de)防(fang)(fang)毒(du)衣、防(fang)(fang)毒(du)面具、防(fang)(fang)毒(du)帽。
三、水處理方面
目前我國已經能(neng)夠成(cheng)功地將活性(xing)(xing)炭(tan)纖維加(jia)工(gong)成(cheng)活性(xing)(xing)炭(tan)纖維折疊筒式濾芯(xin)。濾芯(xin)規(gui)格為(wei)250mm—1000mm不等,配套直徑(jing)68mm的(de)不銹鋼折疊濾器。水(shui)(shui)(shui)處(chu)理量0.2m3/h—0.8m3/h。設備體積比其他過(guo)濾設備更(geng)小(xiao)型化(hua),具有(you)(you)更(geng)大的(de)過(guo)濾面積和過(guo)濾效果,還具有(you)(you)截(jie)留(liu)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)5μm以下顆粒的(de)能(neng)力,過(guo)濾效果顯著。此設備用(yong)(yong)于自(zi)來水(shui)(shui)(shui)、工(gong)業用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)和工(gong)業純水(shui)(shui)(shui)作為(wei)家(jia)用(yong)(yong)自(zi)來水(shui)(shui)(shui)凈水(shui)(shui)(shui)器。利(li)用(yong)(yong)活性(xing)(xing)炭(tan)纖維為(wei)主(zhu)材料制成(cheng)過(guo)濾濾芯(xin),可(ke)制成(cheng)筒式過(guo)濾器。可(ke)有(you)(you)效除氯、抗(kang)菌、去雜質,做到(dao)凈化(hua)省水(shui)(shui)(shui)。此家(jia)用(yong)(yong)產(chan)品(pin)目前國內還沒有(you)(you),在日本及我國臺灣(wan)市(shi)場(chang)已有(you)(you)產(chan)品(pin)出售。
四、家居及裝修
1、目前,我國建筑裝飾中(zhong),使用的家具油漆、復合(he)木地板(ban)及(ji)黏結劑(ji)等(deng),都含有揮發(fa)性有機(ji)化合(he)物(如甲醛、甲苯(ben)),對人體有很(hen)大危(wei)害。我們可(ke)以根據活性炭纖維(wei)對有機(ji)氣體的高(gao)度吸附性能,開發(fa)能夠高(gao)效吸附這些(xie)危(wei)害氣體的活性炭纖維(wei)薄膜,再將薄膜織進聚酯(zhi)樹(shu)脂(zhi)中(zhong)。此產品(pin)目前國內還沒有開發(fa)。
2、活性(xing)炭纖維床(chuang)墊。以活性(xing)炭纖維氈和濾網作(zuo)(zuo)為內芯,外層襯棉布,用于老年福利院、家庭、醫院、輪船等(deng)場所,可以作(zuo)(zuo)為長期(qi)臥床(chuang)病人(ren)、老年人(ren)、嬰幼兒的(de)保健保潔用品。能除濕、去異味、殺菌,保持(chi)居室空氣清新,還能避免病人(ren)因(yin)長期(qi)臥床(chuang)而易發生的(de)褥瘡.
3、活(huo)性炭纖維(wei)鞋墊。此產品能吸汗,殺菌,除臭(chou),并有效防治腳癬、腳氣。
4、活性炭(tan)纖(xian)(xian)維冰(bing)箱(xiang)除(chu)味(wei)(wei)器或(huo)冰(bing)箱(xiang)除(chu)味(wei)(wei)袋。利用(yong)ACF的高效(xiao)活性吸附性能,以(yi)它作為內芯制成(cheng)活性炭(tan)纖(xian)(xian)維冰(bing)箱(xiang)除(chu)味(wei)(wei)器或(huo)冰(bing)箱(xiang)除(chu)味(wei)(wei)袋,具有去(qu)除(chu)冰(bing)箱(xiang)、冰(bing)柜內異味(wei)(wei)之功效(xiao),可(ke)反(fan)復(fu)使(shi)用(yong)。冰(bing)箱(xiang)除(chu)味(wei)(wei)器(袋)在使(shi)用(yong)2個月后,將(jiang)內芯置于陽(yang)光下暴曬2h—3h或(huo)用(yong)電吹風吹5min,即可(ke)脫附再(zai)生,恢復(fu)吸附功能
五、其他領域
我國目前對于活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)纖維(wei)的(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)大多(duo)處(chu)于實驗室研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)階段,如何使(shi)其用于電極、電容領(ling)(ling)域(yu)(yu)A 用于貴(gui)金屬的(de)提煉和回收領(ling)(ling)域(yu)(yu)A 還(huan)要(yao)進一步努力(li)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)與探討(tao)。在科研(yan)(yan)實驗研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)領(ling)(ling)域(yu)(yu)A 活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)纖維(wei)可(ke)作為氣相色譜(pu)的(de)固定相A 還(huan)可(ke)以(yi)作為惰性(xing)(xing)氣體(ti)載體(ti)。
另(ling)外,華中科(ke)技(ji)大學采用活性(xing)炭纖維(wei)(wei)經氨水活化后,以(yi)脫除重(zhong)金屬(shu)汞(gong),使含汞(gong)廢(fei)水經處理后達到環(huan)保標(biao)準,同時(shi)回收汞(gong),意義重(zhong)大。利(li)用活性(xing)炭纖維(wei)(wei)固相(xiang)微萃取技(ji)術進行(xing)興奮劑的檢測,文獻上(shang)也已報(bao)道(dao)。

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