活性炭吸附塔中活性碳纖維表面化學結構

 

       傳統的活性炭是一種通過活化處理的多孔炭，為粉末狀或顆粒狀，而活性碳纖維則為纖維狀，纖維上布滿微孔，其對有機氣體吸附才能比顆粒活性炭在空氣中高幾倍至幾十倍，在水溶液中高5~6倍，吸附速率快100~1000倍！沒有切當數值，這與活性碳纖維的品種、制造工藝等有關。它是繼活性炭之后新一代的吸附資料，它的運用僅僅近20多年的事，世界上只要少量***家能夠出產。它的制品可所以絲、紙、氈、布等方式，活性碳纖維的市場價格在40萬/噸左右，是活性炭的十幾倍到幾十倍（煤質活性炭價格在1萬/噸左右，椰殼活性炭價格在2萬/噸左右）。但因其分量極輕，其制品本錢僅僅略有增高罷了。在工業上利用它的強吸附才能去收回有機溶劑，凈化空氣，凈化用水。

 

活性炭吸附塔中活性碳纖維表面化學結構：

 

　　活性炭吸附塔中活性碳纖維固體表面原子呈不飽和結構，具有共同的表面化學功能，微晶在燃燒溫度低時易與氧化介質發生反響生成氧化產品，主要有羧基、酚基、醌基等含氧基團，及含硫基、氮元素、鹵素等官能團。其表面酸性與吸附平衡有親近的聯系。依照***際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)的分類規范，吸附劑的細孔分為三類:孔徑***于50nm的為***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。活性炭纖維的孔主要是亂層結構炭和石墨微晶構成的微孔。微孔的很多存在使活性炭纖維的表面積增***，一起也使其吸附量進步。吸附劑中的***孔是作為被吸附分子抵達吸附位的通道，它操控著吸附速度;活性炭纖維其纖維直徑一般在10nm~13nm、外表面積***、微孔豐厚且散布窄、易于與吸附質觸摸、擴散阻力小，所以其吸脫附速度快，有利于吸附別離。并且，能夠根據需要制成氈、布、紙等各種形狀，適應于多種用處。活性炭纖維是由CF活化而成。CF為多晶亂層石墨結構，轉化成活性炭纖維后，結構基元不改變。活性炭纖維對錯均勻性的多相結構。因為高溫水蒸氣將部分原子脫去后構成微孔結構使之生成羧基、羰基等含氧活性基團，使其表面的酸性添加。比表面積約為1200m2/g，遠***于CF，在嚴苛條件下活化時可達3000m2/g。活性炭纖維為散布狹隘單一孔徑的微孔結構，其孔能夠發生毛細管的凝集效果。因為具有微孔，其吸附、脫附速率遠***于兩個數量級，吸附量***。在填充床中流體的床層阻力小，可作為催化劑與催化劑載體運用在活性炭纖維分子內的痕量雜原子為磷、氮、氯等。

 

       在活化時，部分雜原子被脫去后，表面的雜質******削減。因為活化中氧化氣體的效果，表面含氧基團增強，主要有酸性基團，如羧基等。中性基齊備如羰基、內酯基等。堿性基團有過氧化基等。活性炭纖維會因活化的辦法不同，而生成不同表面含氧基與表面酸堿性不同的產品。在水的效果下，其氧化復原才能強。因為水的存在能夠使一些基團氧化成羥基。由此在表面含氧基團數目添加后，表面氧化復原容量增***。