CN1455036A - 一种高密度活性炭纤维的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种高密度活性炭纤维的制备方法是按重量比为0.08～0.6∶1将粘合剂加入活性炭纤维中，制成胶泥状混合物，成型，制得块状活性炭纤维；将成型后的活性炭纤维加热到180～220℃进行干燥和固化处理，降到室温得到高密度活性炭纤维。本发明具有操作工艺简单、成本低廉和无污染的优点。

Description

一种高密度活性炭纤维的制备方法
技术领域：
本发明属于一种高性能活性炭纤维的制备方法，具体地说涉及一种高密度活性炭纤维的制备方法。
背景技术：
活性炭纤维由于比表面积高和微孔结构丰富，因此具有吸附容量大、吸脱附速度快等优点。活性炭纤维在小分子的吸附和分离领域有着许多重要的应用，如化学工业中有机溶剂的吸附与回收，大气环境中的微量有害气体的吸附与净化，水中微量有机物的吸附与净化等。此外，活性炭纤维还可用作催化剂或催化剂载体和天然气储能材料以及电极材料。然而，活性炭纤维的密度较低(约0.1g/cm3)，在使用过程中存在着填充密度低和耐水性能差等的缺陷，从而限制了活性炭纤维许多领域中的应用。因此，如何提高活性炭纤维的填充密度和耐水性能是解决该材料应用的关键技术之一。
提高活性炭纤维密度最有效方法之一是采用树脂粘合剂与活性炭混合，在一定压力下成型后，再经炭化活化处理即可得到高密度活性炭。如中国专利(申请号00104485)公布了一种制备硬质块状活性炭纤维的方法，其特征在于：(1)将液体有机高聚物或高聚物溶液与交联剂按重量比为：有机高聚物∶交联剂＝3-20∶1的组成进行混合，得到高聚物溶液混合物；(2)将0.5-5毫米长的活性炭纤维或活性炭纤维粉末按重量比为：活性炭纤维或活性炭纤维粉末∶高聚物溶液混合物＝1-10∶1的比例加入到高聚物溶液混合物中，搅拌混合均匀，得到混合物；(3)将混合物放入模具中，加热到100-240℃，固化20-240分钟，得到块状物；(4)将化学活化剂配成浓度为10-70％的水溶液，将所制块状物在活化剂溶液中浸泡20-120分钟，拿出块状物，烘干后称量其重量，使活化剂与块状物重量比为活化剂∶块状物＝0.5-10∶1；(5)将含活化剂的块状物置于炭化炉中，空气中按1-20℃/分的升温速率升温到200-300℃，予氧化处理5-240分钟，然后在惰性气氛下以2-20℃/分的升温速率升温到400-1000℃处理10-240分钟。中国专利(申请号00104486)还公布了一种硬质块状活性炭纤维的制备方法，其特征在于：(1)将液体有机高聚物或固体高聚物的溶液与交联剂按重量比为：有机高聚物∶交联剂＝3-20∶1的组成进行混合，得到高聚物溶液混合物；(2)将0.5-5毫米长的活性炭纤维或活性炭纤维粉末按重量比为：活性炭纤维或活性炭纤维粉末∶高聚物溶液混合物＝1-10∶1的比例加入到高聚物溶液混合物中，搅拌混合均匀，得到混合物；(3)将混合物放入模具中，加热到100-240℃，固化20-240分钟，得到块状物；(4)将块状物置于炭化炉，在空气中按1-30℃/分的升温速率升温到200-300℃，预氧化5-240分钟，然后通入惰性气体并在惰性气体保护下，按2-20℃/分的升温速率升温到400-1000℃，进行炭化0-240分钟；(5)炭化处理后，通入活化气进行活化1-120分钟，降至室温后得到硬质块状活性炭纤维。在这两种制备方法中，前者需要添加化学活化剂，而后者需要二次活化，并且两种方法都存在制备工艺过于繁琐的缺陷。
发明内容：
本发明的目的是提供一种制备方法简单的高密度活性炭纤维制备方法。
本发明是通过下列方法实现的：
1、将活性炭纤维剪切成长度为0.5-5毫米长的短段。
2、按重量比为0.08～0.6∶1的比例，将固含物为40-60％的粘合剂加入活性炭纤维中，在研磨混合过程中，加入水调节混合物的干湿度，制成胶泥状混合物；
3、将胶泥状混合物直接装入到模具中，在200～400kg/cm-2的压力下成型，制得块状活性炭纤维；
4、将成型后的活性炭纤维放到马福炉中，以2-20℃/分的升温速率加热到180～220℃进行干燥和固化处理，并在该温度下保持0.5～2小时使反应完全，然后降到室温得到高密度活性炭纤维。
如上所述的活性炭纤维是酚醛基活性炭纤维、粘胶基活性炭纤维、聚丙烯腈基活性炭纤维或沥青基活性炭纤维。
如上所述的粘合剂为一种水溶性改性的淀粉粘合剂。
如上所的模具是球冠状模具，圆柱形模具或者长方形模具等。
本发明特征是采用一种廉价的对环境无污染的水溶性改性淀粉胶为粘合剂，该产品具有良好的机械强度和耐水性能，具有与原活性炭纤维相近的吸附性能，具有较高的密度，密度比原活性炭纤维提高3～8倍。
本发明的另一特征是在制备过程中不需对产品进行二次炭化和活化处理，因而有效的抑制了目前制备方法中的由于二次炭化和活化处理带来得能耗和对环境的污染问题。
在本发明的制备过程中，热处理过程不需要惰性气氛的保护，处理温度低，因而简化了高密度活性炭纤维的制备操作工艺。
因此，本发明降低了高密度活性炭纤维的制备成本，提高了高密度活性炭纤维的产量。由于该技术具有操作工艺简单、成本低廉和无污染等优点，因而具有良好的社会效益和经济效益。
如上所述的高密度活性炭纤维的形状可以是各种形状的块状物，其密度为0.4～0.8g/cm3。
具体实施方式：实施例1、称1克改性淀粉粘合剂和10克长度为0.5-5mm的沥青基活性炭纤维，用2毫升水稀释粘合剂后，加入到活性炭纤维粉末中，在研钵中充分混合均匀后，再称5克混合物，放入直径为29毫米的球冠状模具中，在压力为300kg/cm-2的条件下成型，成型物放入马福炉中以5℃/分的升温速率加热到180℃，保温2小时后，即可得到球罐形块状高密度活性炭纤维快。该样品的密度为0.6g/cm3，在室温条件下，苯吸附的重量百分数为26％(40小时)，相应的活性炭纤维毡苯吸附的重量百分数为25％。
实施例2、称5克改性淀粉粘合剂和10克聚丙烯腈基活性炭纤维短切物(长度0.5-1毫米)粉末，直接将粘合剂加入到活性炭纤维粉末中，在研钵研磨充分混合均匀后，放入长度为10cm，宽度为5cm的长方形模具中，在200kg/cm2的压力下成型。再将该成型物放入马福炉中以10℃/分的升温速率加热到200℃，保温1小时后，取出后即可得厚度约为0.5cm厚的状高密度活性炭纤维。该样品的密度为0.5g/cm3，在室温条件下，样品的苯吸附的重量百分数为30％(40小时)，相应的活性炭纤维的苯吸附的重量百分数为35％。
实施例3、称2克改性淀粉粘合剂和10克长度为1-2mm的酚醛基活性炭纤维末，用1毫升水稀释粘合剂后，加入到活性炭纤维粉末中，用研钵充分混合后，再称2克混合物，放入直径为13毫米的模具中，在压力为400kg/cm-2的条件下成型，成型物放入马福炉中加热到220℃，保温0.5小时后，即可得到圆柱状高密度活性炭纤维。该样品的密度为0.6g/cm3，在室温条件下，苯吸附的重量百分数为28％(40小时)，相应的活性炭纤维的苯吸附的重量百分数为25％。
实施例4、称2克改性淀粉粘合剂和6克长度为2-4mm的粘胶基活性炭纤维末，将粘合剂直接加入到活性炭纤维粉末中，充分研磨混合均匀后，再将混合物放到直径为20mm的模具中，在250kg/cm-2的压力下成型后，放到马福炉中，以15℃/分的升温速率加热到180℃，保温1小时后，即可得到直径为20毫米左右的柱状高密度活性炭纤维。该样品的密度为0.6g/cm3，室温条件下，苯吸附的重量百分数为35％(40小时)，相应的活性炭纤维的苯吸附的重量百分数为40％。
实施例5、称2克改性淀粉粘合剂和8克粘胶基活性炭纤维短切物(长度2-4毫米)，用1毫升水稀释粘合剂后，在研钵中将二者充分研磨混合均匀后，再称混合物1克，放入直径为13毫米的模具中，在压力为400kg/cm-2的条件下成型，制成直径为13毫米的圆柱状活性炭，然后放入马福炉中加热到200℃，保温1小时后，即可得到圆柱状高密度活性炭纤维。该样品的密度为0.8g/cm3，在室温条件下，苯吸附的重量百分数为38％(40小时)，相应的活性炭纤维的苯吸附的重量百分数为40％。

Claims (3)

1.一种高密度活性炭纤维的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)、将活性炭纤维剪切成长度为0.5-5毫米长的短段。
(2)、按重量比为0.08～0.6∶1的比例，将固含物为40-60％的粘合剂加入活性炭纤维中，在研磨混合过程中，加入水调节混合物的干湿度，制成胶泥状混合物；
(3)、将胶泥状混合物直接装入到模具中，在200～400kg/cm-2的压力下成型，制得块状活性炭纤维；
(4)、将成型后的活性炭纤维放到马福炉中，以2-20℃/分的升温速率加热到180～220℃进行干燥和固化处理，并在该温度下保持0.5～2小时使反应完全，然后降到室温得到高密度活性炭纤维。
2.如权利要求1所述的一种高密度活性炭纤维的制备方法，其特征在于所述的活性炭纤维是酚醛基活性炭纤维、粘胶基活性炭纤维、聚丙烯腈基活性炭纤维或沥青基活性炭纤维。
3.如权利要求1所述的一种高密度活性炭纤维的制备方法，其特征在于所述的粘合剂为一种水溶性改性的淀粉粘合剂。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100347357C (zh) * 2006-01-26 2007-11-07 南京大学 一种高比表面积纳米碳纤维的制备方法
CN101301629B (zh) * 2008-06-25 2010-06-02 华东理工大学 一种成型的纳米碳纤维载体及其制备方法
CN104878479A (zh) * 2015-06-08 2015-09-02 江苏同康特种活性炭纤维面料有限公司 长寿命、高强度粘胶基活性炭纤维织物的活化方法
CN104878478A (zh) * 2015-06-08 2015-09-02 江苏同康特种活性炭纤维面料有限公司 高强度粘胶基活性炭纤维织物的活化方法
CN104928803A (zh) * 2015-06-08 2015-09-23 江苏同康特种活性炭纤维面料有限公司 高强度粘胶基活性炭纤维织物的浸渍方法
CN104947361A (zh) * 2015-06-08 2015-09-30 江苏同康特种活性炭纤维面料有限公司 阻燃性能优异的粘胶基炭化防火面料的炭化方法
CN105002691A (zh) * 2015-06-08 2015-10-28 江苏同康特种活性炭纤维面料有限公司 高强度粘胶基活性炭纤维织物
CN113083261A (zh) * 2021-05-24 2021-07-09 南昌师范学院 一种活性炭纤维材料的改性方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100347357C (zh) * 2006-01-26 2007-11-07 南京大学 一种高比表面积纳米碳纤维的制备方法
CN101301629B (zh) * 2008-06-25 2010-06-02 华东理工大学 一种成型的纳米碳纤维载体及其制备方法
CN104878479A (zh) * 2015-06-08 2015-09-02 江苏同康特种活性炭纤维面料有限公司 长寿命、高强度粘胶基活性炭纤维织物的活化方法
CN104878478A (zh) * 2015-06-08 2015-09-02 江苏同康特种活性炭纤维面料有限公司 高强度粘胶基活性炭纤维织物的活化方法
CN104928803A (zh) * 2015-06-08 2015-09-23 江苏同康特种活性炭纤维面料有限公司 高强度粘胶基活性炭纤维织物的浸渍方法
CN104947361A (zh) * 2015-06-08 2015-09-30 江苏同康特种活性炭纤维面料有限公司 阻燃性能优异的粘胶基炭化防火面料的炭化方法
CN105002691A (zh) * 2015-06-08 2015-10-28 江苏同康特种活性炭纤维面料有限公司 高强度粘胶基活性炭纤维织物
CN113083261A (zh) * 2021-05-24 2021-07-09 南昌师范学院 一种活性炭纤维材料的改性方法
CN113083261B (zh) * 2021-05-24 2023-02-07 南昌师范学院 一种活性炭纤维材料的改性方法

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