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废活性炭回收纤维的发展

时间:2018-08-29 作者:91再生 来源:91再生网

 

  废活性炭回收纤维主要由C、H、O三种元素组成,其中C的含量是最高的。不同前驱体的物理和化学性质决定了活性炭纤维的基本性能。活性炭纤维作为一种吸附分离功能性材料,在空气净化、有机废气处理、防毒面具、制作化学防护服、汽车尾气处理、气体储存以及印染废水处理、水的净化等范畴内具有广泛的应用。对于保护生态环境,合理利用资源,促进社会科学发展有着重要的作用。
   废活性炭回收
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  目前我国废活性炭回收纤维及其产品还处于研制、开发的发展和试验阶段,和日本、美国、俄罗斯等已经进入工业化和实用阶段的国家相比产品性能有待提高,没有形成成熟而独立的工业体系。国内对活性炭纤维进行大量研究的机构有中科院山西煤炭化学研究所、上海纺织科学研究院。上海纺织科学研究院首先成功的开发了酚醛基活性炭纤维,之后开发了粘胶基活性炭纤维。中科院山西煤炭化学研究所主要研发了粘胶基和沥青基废活性炭回收纤维。
   
  国内的一些高等院校也在进行着废活性炭回收纤维的研究工作,如中山大学、东华大学、大连理工大学、清华大学、上海交通大学、北京化工大学等。其中中山大学曾汉民做了大量关于活性炭纤维的研究工作。尤以天然植物为前驱体的活性炭纤维的制备为重点,如甘蔗渣、棉粘胶、剑麻等。
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  并率先提出来活性炭纤维表面的氧化还原性质,应用在吸附重金属上。北京化工大学沈曾民对沥青基活性炭纤维进行了研制,并对活性炭纤维工艺过程的廉价化、高效化和成孔机理进行了大量的研究。中科院山西煤炭化学研究所杨全红、郑经堂等人对高比表面积活性炭纤维吸附机理进行了大量的研究。就国内活性炭纤维工业来看,废活性炭回收纤维的研究还处于研究和适用阶段。工业化程度不高、没有真正形成独立的工业体系。
 
  国外对于活性炭纤维的研究早已成熟,并已经进入工业化生产。日本在活性炭纤维的研究处于领先地位。废活性炭回收纤维的发展经历了几十年的发展历程。1962年美国W.F.Abbott成功开发出粘胶基活性炭纤维,该活性炭纤维原料低廉、制成品比表面积大、吸附性能好,但产品收率低、强度低、生产工艺复杂。70年代初日本东洋纺公司也成功开发出以粘胶纤维为原料的废活性炭回收纤维,并实现了工业化生产。
 
  70年代初美国成功研制出酚醛基活性炭纤维。该活性炭纤维原料低廉、耐热、不需要进行预处理,产品收率高、比表面积大、活性炭纤维结构中含有S、N化合物、有催化作用、吸附性能好、工艺简单成熟,但比表面积小、成本高。1985年大阪煤气公司与尤尼吉卡公司联合开发的沥青基活性炭纤维。该废活性炭回收纤维原料低廉、产品收率高,但杂质含量高、不易制得、深加工困难、强度低。随着各个国家研究的不断深入,不同原料基的活性炭纤维相继开发成功。目前,不断完善工艺、降低成本、提高产品性能、增加品种、扩大应用领域是废活性炭回收纤维今后的发展方向。
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  废活性炭回收提高温度可促进上述氧化过程,提高其动态吸附能力。Bouzaza等研究了O2、CO2和相对湿度对H2S吸附的影响,并提出了化学反应步骤是ACF吸附H2S的速度控制步骤。Fumimsky等认为在有水的情况下吸附H2S效果好的原因主要是:含氧基团和O2对H2S的氧化导致硫酸和OH·和O2·-两种自由基的生成,这些自由基和H2S作用加快了氧化反应的速度。Primavera等认为ACF本身的吸附活性对提高吸咐性能的影响远远超过生成物的自催化作用。所以水的存在可以溶解生成物,减少生成物对ACF孔道的堵塞,从而提高ACF的吸附性能。


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