活化工藝對PAN基活性碳纖維結構和性能的影響.pdf

1、活性碳纖維(ACFs)是在上世紀70年代開發(fā)并逐漸實現(xiàn)工業(yè)化生產的新型吸附材料，一般來說，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:碳含量高、吸/脫附速度快、孔徑分布窄;重復利用率高，易于加工成帶、紙、氈、布等形狀制品。所以，ACFs一問世就引起國內外科學家和企業(yè)家的極大興趣，并被廣泛應用于空氣凈化、水處理、催化劑、能源等領域。然而，目前大多數(shù)ACFs除了孔徑較小之外，力學性能也相對較差，從而限制了它的應用領域

2、。因此，尋求兼具高比表面積和優(yōu)異力學性能的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，活化設備為連續(xù)式活化爐，所得PAN-ACFs同時具有高比表面積和優(yōu)異力學性能。研究內容主要有:一、磷酸鉀鹽活化制備PAN-ACFs;二、氮氣流量對KOH+水蒸氣協(xié)同活化制備PAN-ACFs的影響;三、張力對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、力學性能、BET、XRD以及SEM等表征測試手段系統(tǒng)性的研究了ACFs吸附性能、力學性能以及微觀結構三者之間的關系，最終實現(xiàn)了高性能活性碳纖維的連續(xù)式制備。
　　研究結果表明:與單一物理或化學活化方法相比，采用物理+化學協(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，氮氣流量對ACFs的相關性能均有一定的影響:隨著氮氣流量的降低，ACFs的吸附性能增加;此外，在活化階段，張力的存在也對A