CN107715847A - 一种高性能活性碳纤维的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种成膜聚集的，吸附性能高的，容易被回收重新再利用的高性能活性碳纤维及其制备方法。本发明制备的活性碳纤维与壳聚糖聚合成复合材料，成膜性好，膜飘在水面上，容易回收再利用，即节约成本又保护环境，制备的活性碳纤维的吸附有机污染物的效率高，吸附率能达到76％，即使回收再利用的吸附效率物也无明显降低。

Description

一种高性能活性碳纤维的制备方法
技术领域
本发明涉及到一种高性能活性碳纤维的制备方法，属于水污染处理技术领域。
背景技术
活性碳纤维(activated carbon fiber，ACF)，也称作纤维状活性碳，是一种性能优于粉末活性碳和颗粒活性碳的高效活性吸附材料和环保工程材料，其具有微孔多、比表面积大的结构特点，它有超过50％的碳原子位于内外表面并构筑成了独特的吸附结构，通常被称为表面性固体。活性碳纤维是以聚丙烯基、粘胶基纤维、沥青基纤维为原料，经高温碳化活化工艺处理而制成的新型的吸附材料，较窄的孔径分布和较发达的比表面积使得它具有较快的吸附、脱附速度和较大的吸附容量，并且由于它可方便地加工为布、毡、纸等不同的形状，有耐腐蚀耐酸碱等特性，使得其一问世就得到了社会的广泛关注和深入的研究，目前碳纤维已在许多领域得到了广泛的应用，如环境保护、催化、医药、军工等。
目前将活性碳纤维投入污水中可以净化改善水质，但是投入的活性碳纤维在吸附饱和后不易被打捞回收再利用，这样用于处理污水的活性碳纤维就成为水中杂质，为废水治理造成负担。因此需要研究一种方便回收利用的活性碳纤维及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成膜聚集的，吸附性能高的，容易被回收重新再利用的高性能活性碳纤维及其制备方法。
本发明提供一种高性能活性碳纤维的制备方法，包括如下步骤(1)在搅拌的条件下，将壳聚糖加水溶解，搅拌1h后，加入醋酸，得到壳聚糖胶状液体；(2)将纺丝液制成原丝(3)将原丝经过预处理、预氧化、碳化和活化得到有活性碳纤维；(4)将活性碳纤维均匀放在玻璃板上，将壳聚糖胶状液体均匀平铺在活性碳纤维上，晾干成初膜；(5)将制成的初膜放置在交联剂中反应1.5h；(6)将交联后的薄膜用酒精洗涤后晾干保存。
本发明的进一步改进，步骤(1)中每100g壳聚糖加入4～8ml质量浓度为95％醋酸。
本发明的进一步改进，步骤(1)的温度为75～95℃。
本发明的进一步改进，交联剂为质量浓度1％的戊二醛溶液。
本发明的进一步改进，预处理是以质量浓度为10％～30％的氯化锌水溶液对原丝进行浸泡10～30min。
本发明的进一步改进，在预处理前，将原丝用去蒸馏水水洗，在65℃的烘箱中干燥。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明的制备方法原料价格低廉，容易得到，工艺简单，能节约生产成本，适合工业大量生产。
2、本发明制备的活性碳纤维与壳聚糖聚合成复合材料，成膜性好，膜飘在水面上，容易回收再利用，即节约成本又保护环境，制备的活性碳纤维的吸附有机污染物的效率高，吸附率能达到76％，即使回收再利用的吸附效率物也无明显降低。
具体实施方式
实施例1：
本发明提供一种高性能活性碳纤维的制备方法，包括如下步骤(1)在搅拌的条件下，将壳聚糖加水溶解，搅拌1h后，加入醋酸，得到壳聚糖胶状液体；(2)将纺丝液制成原丝(3)将原丝经过预处理、预氧化、碳化和活化得到有活性碳纤维；(4)将活性碳纤维均匀放在玻璃板上，将壳聚糖胶状液体均匀平铺在活性碳纤维上，晾干成初膜；(5)将制成的初膜放置在交联剂中反应1.5h；(6)将交联后的薄膜用酒精洗涤后晾干保存。
本发明的进一步改进，步骤(1)中每100g壳聚糖加入4ml质量浓度为95％醋酸。
本发明的进一步改进，步骤(1)的温度为75℃。
本发明的进一步改进，交联剂为质量浓度1％的戊二醛溶液。
本发明的进一步改进，预处理是以质量浓度为10％％的氯化锌水溶液对原丝进行浸泡10min。
本发明的进一步改进，在预处理前，将原丝用去蒸馏水水洗，在65℃的烘箱中干燥。
实施例2：
本发明提供一种高性能活性碳纤维的制备方法，其特征在于：包括如下步骤(1)在搅拌的条件下，将壳聚糖加水溶解，搅拌1h后，加入醋酸，得到壳聚糖胶状液体；(2)将纺丝液制成原丝(3)将原丝经过预处理、预氧化、碳化和活化得到有活性碳纤维；(4)将活性碳纤维均匀放在玻璃板上，将壳聚糖胶状液体均匀平铺在活性碳纤维上，晾干成初膜；(5)将制成的初膜放置在交联剂中反应1.5h；(6)将交联后的薄膜用酒精洗涤后晾干保存。
本发明的进一步改进，步骤(1)中每100g壳聚糖加入4～8ml质量浓度为95％醋酸。
本发明的进一步改进，步骤(1)的温度为95℃。
本发明的进一步改进，交联剂为质量浓度1％的戊二醛溶液。
本发明的进一步改进，预处理是以质量浓度为30％的氯化锌水溶液对原丝进行浸泡30min。
本发明的进一步改进，在预处理前，将原丝用去蒸馏水水洗，在65℃的烘箱中干燥。
实施例3：
本发明提供一种高性能活性碳纤维的制备方法，其特征在于：包括如下步骤(1)在搅拌的条件下，将壳聚糖加水溶解，搅拌1h后，加入醋酸，得到壳聚糖胶状液体；(2)将纺丝液制成原丝(3)将原丝经过预处理、预氧化、碳化和活化得到有活性碳纤维；(4)将活性碳纤维均匀放在玻璃板上，将壳聚糖胶状液体均匀平铺在活性碳纤维上，晾干成初膜；(5)将制成的初膜放置在交联剂中反应1.5h；(6)将交联后的薄膜用酒精洗涤后晾干保存。
本发明的进一步改进，步骤(1)中每100g壳聚糖加入6ml质量浓度为95％醋酸。
本发明的进一步改进，步骤(1)的温度为80℃。
本发明的进一步改进，交联剂为质量浓度1％的戊二醛溶液。
本发明的进一步改进，预处理是以质量浓度为20％的氯化锌水溶液对原丝进行浸泡20min。
本发明的进一步改进，在预处理前，将原丝用去蒸馏水水洗，在65℃的烘箱中干燥。
实施例4：
本发明提供一种高性能活性碳纤维的制备方法，其特征在于：包括如下步骤(1)在搅拌的条件下，将壳聚糖加水溶解，搅拌1h后，加入醋酸，得到壳聚糖胶状液体；(2)将纺丝液制成原丝(3)将原丝经过预处理、预氧化、碳化和活化得到有活性碳纤维；(4)将活性碳纤维均匀放在玻璃板上，将壳聚糖胶状液体均匀平铺在活性碳纤维上，晾干成初膜；(5)将制成的初膜放置在交联剂中反应1.5h；(6)将交联后的薄膜用酒精洗涤后晾干保存。
本发明的进一步改进，步骤(1)中每100g壳聚糖加入4ml质量浓度为95％醋酸。
本发明的进一步改进，步骤(1)的温度为75℃。
本发明的进一步改进，交联剂为质量浓度1％的戊二醛溶液。
本发明的进一步改进，预处理是以质量浓度为30％的氯化锌水溶液对原丝进行浸泡20min。
本发明的进一步改进，在预处理前，将原丝用去蒸馏水水洗，在65℃的烘箱中干燥。

Claims (6)

1.一种高性能活性碳纤维的制备方法，其特征在于：包括如下步骤(1)在搅拌的条件下，将壳聚糖加水溶解，搅拌1h后，加入醋酸，得到壳聚糖胶状液体；(2)将纺丝液制成原丝(3)将原丝经过预处理、预氧化、碳化和活化得到有活性碳纤维；(4)将活性碳纤维均匀放在玻璃板上，将壳聚糖胶状液体均匀平铺在活性碳纤维上，晾干成初膜；(5)将制成的初膜放置在交联剂中反应1.5h；(6)将交联后的薄膜用酒精洗涤后晾干保存。
2.根据权利要求1所述高性能活性碳纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中每100g壳聚糖加入4～8ml质量浓度为95％醋酸。
3.根据权利要求1所述高性能活性碳纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)的温度为75～95℃。
4.根据权利要求1所述高性能活性碳纤维的制备方法，其特征在于：所述交联剂为质量浓度1％的戊二醛溶液。
5.根据权利要求1所述活性碳纤维的制备方法，其特征在于：所述预处理是以质量浓度为10％～30％的氯化锌水溶液对原丝进行浸泡10～30min。
6.根据权利要求1所述活性碳纤维的制备方法，其特征在于：在预处理前，将原丝用去蒸馏水水洗，在65℃的烘箱中干燥。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113058565A (zh) * 2021-03-19 2021-07-02 兰州交通大学 以碳纤维和壳聚糖为原料制备吸附性能良好的吸附剂的方法

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