DE3036460A1 - Verfahren zur herstellung von faseriger, aktivierter kohle - Google Patents

Verfahren zur herstellung von faseriger, aktivierter kohle

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Description

HOFFMANN · EITJdE dc PARTNER O Π ^ R / R Π
PATENTANWÄLTE J U C? D 4 D U
DR. ING. E. HOFFMANN (1730-15"7S) · DIPL.-I NG. W. EITLE . D R. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-ING. W. LEHN
DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE Ί (STERNHAUS) ■ D-SOOOMDNCHENOl . TELEFON (089) 511087 . TELEX 05-29Ä19 (PATHE)
. .34. 0.1 4 o/wa
TOHO BESLON CO., LTD., TOKYO / JAPAN
Verfahren zur Herstellung von faseriger, aktivierter Kohle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von faserigen aktiviertem Kohlenstoff mit hoher Adsorption und ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften aus einem Ausgangsmaterial aus auf Acrylnitril aufgebauten Fasern.
Faserige Aktivkohle in Form eines Spinnkabels, Gewebes oder Vlieses hat in den vergangenen Jahren für Adsorptionsmittel, Filter und dergleichen und beispielsweise für die Verwendung in Lösungsmittel-Rückgewinnungsanlagen Bedeutung erlangt.
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·- 7 —
Für die Herstellung eines solchen faserigen aktivierten Kohlenstoffs hat man bisher Verfahren angewendet bei denen Pasern auf Zellulosebasis, Phenolharzfasern oder Fasern auf Acrylnitrilbasis carbonisiert und aktiviert wurden. Unter den faserigen aktiven Kohlenstoffen haben solche faserigen aktiven Kohlenstoffe, die aus Faser auf Basis von Acrylnitril hergestellt wurden, einzigartige Adsorptionseigenschaften wegen ihres Stickstoffatomgehaltes und ausserdem auch ausgezeichnete mechanische Festigkeit. Daher ist ein solches Produkt sehr vielseitig anwendbar.
Die Herstellung von faserigem aktivierten Kohlenstoff, bei dem man als Ausgangsmaterial eine Faser auf Acrylnitrilbasis verwendet, erfolgt im allgemeinen durch folgende Stufen:
Einer Voroxidationsstufe, bei welcher die zugeführte Faser in einer oxidierenden Gasatmosphäre, wie Sauerstoff und dergleichen, bei einer Temperatur von 150 bis 300 C voroxidiert wird und einer Aktivierungsstufe, in welcher die voroxidierte, in der Voroxidationsstufe erhaltene Faser in einer Atmosphäre aus Wasserdampf, Kohlendioxidgas und dergleichen bei einer Temperatur von 700 bis 10000C behandelt wird.
Von diesen Stufen hat die Voroxidationsstufe einen bemerkenswerten Einfluss auf die Ausbeute, Adsorptionsfähigkeit und die mechanischen Eigenschaften des Endproduktes.
Bei der Voroxidationsstufe tritt eine abrupte Erzeugung der Reaktionswärme auf, weil die Reaktionswärme entwickelt wird, wenn die Zyklisierung und Vernetzung der Moleküle
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in der Faser auf Basis von Acrylnitril abläuft. Bei Fasern mit einem Durchmesser von mehr als 1,5 Denier schmilzt und erweicht die Oberfläche der Fasern und benachbarte Fasern kleben leicht zusammen (dieses Phänomen wird nachfolgend als Koaleszenz bezeichnet). Um diese Koaleszenz zu vermeiden, wurde die Voroxidation bisher bei niedrigen Temperaturen während langer Zeiträume durchgeführt.
Das Auftreten dieser Koaleszenz bei der Voroxidationsstufe ist problematisch, weil die Fasern sehr leicht zerreissen und deshalb ein konstanter Betrieb erschwert wird. Weiterhin hat die Koaleszenz auch einen unerwünschten Einfluss auf die Aktivierungsausbeute (d.h. den Anteil der aktivierten Fasern) des faserigen aktivierten Kohlenstoffs und auf das Verhalten des erhaltenen faserigen aktivierten Kohlenstoffs.
Erhöht man den Comonomergehalt in den Fasern und die Temperatur, bei welcher die Wärmebehandlung durchgeführt wird, so findet die Koaleszenz der Fasern in der Oxidationsstufe noch leichter statt. Wenn man daher eine Faser auf Basis von Acrylnitril mit einem hohen Comonomergehalt, d.h. mehr als etwa 6 Gew.%, als Ausgangsmaterial· verwendet, so ist es erforderlich, die Voroxidation oder die Wärmebehandlung während langer Zeiträume bei niedrigen Temperaturen durchzuführen. Gemäss dem Stand der Technik wurden etwa 80 % der Gesamtzeit des Verfahrens zur Herstellung von faserigem aktivierten Kohlenstoff für die Zeit benötigt, welche die Voroxxdationsstufe ausmachte.
Dies ist wenig wirtschaftlich und ein Hauptgrund für die
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steigenden Herstellungskosten von faserigem aktivierten Kohlenstoff.
Gemäss der Erfindung wurde nun gefunden, dass die Verwendung von Fasern auf Basis von Acrylnitril mit einem Gehalt an einer Eisenverbindung die Koaleszenz der Fasern in der Voroxidationsstufe verhindern und dadurch die Voroxidationszeit merklich verkürzt Wird, und dass weiterhin
^uf diese Weise faseriger aktivierter Kohlenstoff mit sehr guten Eigenschaften in hohen Ausbeuten gewonnen werden kann.
Die Erfindung betrifft deshalb ein Verfahren zur Herstellung von faserigem aktivierten Kohlenstoff und ist dadurch gekennzeichnet, dass man eine auf Acrylnitril aufgebaute Faser mit einem Durchmesser von 1,5 bis 15 Denier und mit einem Eisengehalt im Bereich entsprechend der Gleichung (1)
0,02 /x~+ 0,02 = Y = 0,05/5Γ+ 0,10 (1)
worin X in Gew.% das Comonomer in der auf Acrylnitril aufgebauten Faser ist und Y in Gew.% der Eisengehalt ist, bei einer Eingangserhitzungstemperatur entsprechend der Gleichung (2)
280 -5X=Z^ 290 - 4X (2)
in welcher X die gleiche Bedeutung wie in Gleichung (1) hat und Z die Eingangserhitzungstemperatur (0C) ist,
voroxidiert und dann die voroxidierte, auf Acrylnitril aufgebaute Faser aktiviert.
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303S460
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Fig. 1 zeigt den Bereich des durch Gleichung (1) angegebenen Eisengehaltes, und
Fig. 2 zeigt die Beziehung des Eingangserhitzungstemperaturbereiches zu dem Comonomergehalt in der Acrylnitrilfaser.
Fig. 3 zeigt Kurven für die jeweiligen kalorischen Werte während der Oxidation.
Der Begriff "Eingangserhitzungstemperatur" bedeutet die Behandlungstemperatur die man anwendet, bis der Gleichgewichtswassergehalt der voroxidierten Faser um mindestens 3 Gew.% erhöht ist (d.h. 3 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Faser). Der Gleichgewichtswassergehalt bedeutet dabei, einen Wert, den man misst, um das Ausmass der Voroxidation der Faser zu bezeichnen. Dieser Wert wird wie folgt definiert:
Eine vollständig trockene voroxidierte Faser lässt man in einem Exikator, der bei 25°C und 80 % relativer Feuchte gehalten wird, stehen und dann wird das Ansteigen des Gewichtes im Laufe der Zeit der Faser und die Menge des
adsorbierten Wassers (bezogen auf das Gewicht der Faser) gemessen. Tritt keine weitere Gewichtserhöhung der Faser ein, so wird die Menge des zu diesem Zeitpunkt in der
Faser enthaltenen Wassers als die Gleichgewichtswassermenge definiert.
Der Begriff "Faser auf Basis von Acrylnitril" oder "auf Acrylnitril aufgebaute Faser" bedeutet eine Faser aus Polyacrylnitril oder einem Copolymer davon, enthaltend wenigstens 60 Gew.% Acrylnitril. Verwendet man eine Faser
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mit einem Copolymergehalt von etwa 6 bis 40 Gew.%, vorzugsweise 8 bis 15 Gew.%, mit wenigstens einem Comonomer, so werden die speziellen Effekte der vorliegenden Erfindung besonders bemerkbar.
Erf indungsgernäss kann man Mischungen von Homopolymer en und Copolymeren oder Mischungen aus Copolymeren zur Herstellung der Paser verwenden. Weiterhin kann man Copolymere mit weniger als etwa 60 Gew.% Acrylnitril in Abmischung mit Acrylpolymeren zur Herstellung der Faser verwenden, vorausgesetzt, dass die Menge an Acrylnitril in der fertigen Faser schliesslich etwa 60 Gew.% übersteigt.
Geeignete Comonomere, die man' in die vorerwähnten Copolymere einführen kann, sind additionspolymerisierbare Vinylverbindungen, wie Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylbromid, Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure; die Salze (z.B. Natriumsalze) dieser Säuren; Derivate dieser Säure, z.B. Acrylsäureester (z.B. Alkylester, enthaltend 1 bis 4 Kohlenstoffatome im Alkylrest, wie Methylacrylat, Butylacrylat und dergleichen), Methacrylsäureester (z.B. Alkylester, enthaltend 1 bis 4 Kohlenstoffatome im Alkylrest, wie Methylmethacrylat); Acrylamid, N-Methylο!acrylamid; Allylsulfonsäure, Methallylsulfonsäure, Vinylsulfonsäure und die Salze (z.B. die Natriumsalze) dieser Säuren; Vinylacetat; 2-Hydroxymethyl-ethylacrylat, 2-Hydroxymethyl-methylacrylat; 2-Hydroxyethylacrylat; 2-Hydroxyethylmethacrylat; 2-Hydroxymethylacrylonitril; 2-Hydroxyethylacrylonitril; 2-Chloroethylacrylat; 2-Hydroxy-3-chloropropylacrylat; Vinylidencyanid; oü -Chloracrylonitril und dergleichen. Weiterhin kann man solche Verbindungen,, wie sie in US-PS 3 202 640 beschrieben werden, verwenden .
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Der Polymerisationsgrad dieser Polymeren oder Polymerengemische muss ausreichen, damit eine Faser hergestellt werden kann. Im allgemeinen haben brauchbare Polymere etwa 500 bis 3000 wiederkehrende Einheiten und vorzugsweise 1000 bis 2000.
Diese Polymeren auf Basis von Acrylnitril erhält man nach bekannten Verfahren, z.B. durch Suspensions- oder Emulsionspolymerisation in einem wässrigen System, oder durch Lösungspolymerisation in einem Lösungsmittel. Solche Verfahren werden z.B. in den ÜS-PSen 3 208 962, 3 287 307 und 3 479 312 beschrieben.
Das Erspinnen der Polymeren auf Acrylnitrilbasis kann in bekannter Weise erfolgen. Beispiele für geeignete Spinnlösungsmittel sind anorganische Lösungsmittel, z.B. eine konzentrierte Lösung von Zinkchlorid in Wasser, konzentrierte Salpetersäure und dergleichen, und Beispiele für organische Lösungsmittel sind Dimethylformamid, Dimethylacetamid, Dimethylsulfoxid und dergleichen. Bei der Verwendung einer konzentrierten Lösung von Zinkchlorid in Wasser wird durch das in der Faser verbliebene restliche Zinkchlorid die Aktivierungszeit vermindert und man erhält ausserdem Fasern hoher Festigkeit.
Der Durchmesser der erfindungsgemäss verwendbaren Fasern beträgt etwa 1,5 bis etwa 15 Denier, um einen faserigen aktiven Kohlenstoff mit hohen mechanischen Eigenschaften und Adsorptionsfähigkeit zu erhalten. Die Wirkung der vorliegenden Erfindung während der Voroxidation tritt besonders hervor, wenn man Fasern mit einem Durchmesser von etwa 2,0 bis 7,0 Denier verwendet, oder ein Faserkabel aus mehr als 40.000 Fäden (mit im allgemeinen nicht mehr
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als etwa 300.000 Fäden) oder ein Filz oder ein Gewebe
mit einem Gewicht von mehr als etwa 150 g/cm (wobei
dieses im allgemeinen nicht mehr als etwa 800 g/cm beträgt ) verwende t.
Die erfindungsgemäss verwendete, auf Acrylnitril aufgebaute Faser kann in Form eines Faserkabels, Gewebes, Filzes, Faservlieses und dergleichen vorliegen.
Im allgemeinen verwendet man vorzugsweise als Ausgangsmaterial für^Üie Herstellung von faserigem aktivierten Kohlenstoff aus Fasern auf Basis von Acrylnitril Fasern mit hohem Comonomergehalt (nachfolgend als "Vorläuferfaser" bezeichnet). Der Grund dafür ist darin zu finden, dass durch den Comonomergehalt die Orientierung in der Vorläuferfaser erniedrigt wird und man dadurch eine Störung der Kristallstruktur bewirkt und die Aktivierung der Vorläuferfaser erleichtert, und dadurch kann man den faserigen, aktivierten Kohlenstoff in hohen Ausbeuten erhalten.
Der Einfluss des Comonomergehalfces (z.B. von Methylacrylat) auf die Ausbeute und das Verhalten des faserigen aktivierten Kohlenstoffs wird in Tabelle 1 für einen Fall gezeigt, bei dem die Faser auf Basis von Acrylnitril aus einem Acrylnitril-Methylacrylat-Copolymer als Vorläuferfaser hergestellt wurde.
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Tabelle 1 Fas
Vorläu
ferfaser
(g/d)
2)		 srfestigkei
faseriger
aktivier
ter Koh
lenstoff
(kg/mm2) 3)		 t
g/Mo-
nofila-
ment
5-6
3-5
3-4		 20 - 30
25 - 35
25 - 35		 1,0-2,5
1,5-3,3
2,0-4,0
Comonomer-
gehalt der
Vorläufer
faser (Gew. %)		 Ausbeute
an faseri
gem aktivier
ten Kohlen
stoff (Gew.' %)
1)
2/1
5,3
9,6		 10 - 14
12 - 18
23 - 28
1) Ausbeute an faserigem aktivierten Kohlenstoff mit
einer spezifischen Oberfläche von 800 bis 900 m /g,
bezogen auf die Faser auf Basis von Acrylnitril.
2) Fasern mit 3 Denier
3) Ein faseriger aktivierter Kohlenstoff mit einer spezifischen Oberfläche von 800 bis 900 m /g.
Diese Ergebnisse zeigen, dass mit Zunahme des Comonomergehaltes die Ausbeute erhöht wird und dass man einen faserigen aktivierten Kohlenstoff mit hoher Festigkeit erhält.
Bei der Herstellung der Vorläuferfaser werden mit zunehmendem Coraonomergehalt die Verstreckung erleichtert und. die Verspinnungseigenschaften verbessert. Dies führt zu Vorteilen dahingehend, dass die Flockigkeit, Denierabweichungen und dergleichen bei der erhaltenen Vorläuferfaser
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vermindert und ein faserig aktivierter Kohlenstoff mit gleichmässigerer Qualität leichter erhalten wird. In dem Masse wie der Comonomergehalt ansteigt, steigt allerdings auch die Tendenz der Faser an, zu koaleszieren.
Eisenverbindungen, die erfindungsgemäss verwendet werden können, schliessen verschiedene Eisensalze, wie Ferriöder Ferrosulfat, Ferri- oder Ferrochlorid, Ferri- oder Ferronitrat, Ferri- oder Ferroammoniumnitrat, Ferri- oder Ferrooxid und Komplexsalze wie Natrium- oder Kaliumferrocyanid und Natrium- oder Kaliumferricyanid ein. Man kann sowohl zweiwertiges als auch dreiwertiges Eisen verwenden. Bevorzugt werden wasser- oder in organischen Lösungsmitteln lösliche Eisenverbindungen.
Um die Eisenverbindung in die Faser auf Basis von Acrylnitril einzubringen, sind verschiedene Verfahren anwendbar. Beispielsweise kann man das Pulver oder eine Lösung der Eisenverbindung der Spinnlösung des Polymeren auf Acrylnitrilbasis zugeben oder man kann die Lösung in eine Gelfaser nach dem Spinnen und vor dem Trocknen imprägnieren oder man kann die Fasern (nach dem Trocknen) mit einer Lösung der Eisenverbindung tränken.
Bei dem dritten Verfahren, bei dem die Fasern mit einer Lösung der Eisenverbindung getränkt werden, werden wasser- oder organisch lösliche Eisensalze verwendet. Damit dass Eisensalz gleichmässig in das Innere der Faser eindringen kann, ist es wünschenswert, die Temperatur, bei welcher die Fasern mit der Lösung getränkt werden, zwischen etwa 10 und 80 C und vorzugsweise zwischen etwa 50 und 70 C zu halten. Der Durchmesser des Pulvers der Eisenverbindung
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ist vorzugsweise kleiner als 300 mesh (0,053 mm) und die Konzentration der Lösung beträgt im allgemeinen etwa 0,1 bis 10 %.
Um das Eindringen der Eisenverbindung in die Faser noch zu verbessern, kann man in Kombination ein oberflächenaktives Mittel anwenden. Geeignete oberflächenaktive Mittel sind beispielsweise Polyethylenglykol, Phosphorsäureester, Aliphatischsäureester, Mineralöl und dergleichen. Sie werden im allgemeinen in Kombination von zwei oder mehreren verwendet und in Mengen von etwa 0,1 bis O,5 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Paser, eingesetzt.
Aus den nachfolgenden Tabellen 3 und 4 wird ersichtlich, wie der optimale Gehalt an Eisenverbindung mit dem Comonomergehalt der verwendeten Faser variiert und welcher Eisenverbindungsgehalt erforderlich ist, um dem Bereich, der der Gleichung (1) entspricht, zu entsprechen. Dieser Bereich wird in Fig. 1 als der schraffierte Bereich gezeigt. Unterhalb des Bereiches kann man die Wirkung der Erfindung nicht erzielen, während oberhalb des Bereiches die Ausbeute und die Faserfestigkeit der erhaltenen Faser aus aktiviertem Kohlenstoff unerwünscht erniedrigt werden.
Die eine Eisenverbindung im oben genannten Bereich enthaltende Faser auf Basis von Acrylnitril wird in einer oxidierenden Atmosphäre voroxidiert. Die Temperatur, bei welcher die Voroxidation durchgeführt wird, wird von dem Comonomergehalt der Faser auf Basis von Acrylnitril beeinflusst; steigt der Comonomergehalt an, so findet die
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Koaleszenz und das Verbrennen der Faser aufgrund der abrupten Erzeugung der Reaktionswärme beim Eingangsstadium der Voroxidation leichter statt. Deshalb ist es wichtig, insbesondere die Eingangserwärmungstemperatur richtig auszuwählen.
Die optimale Eingangserwärmungstemperatur hängt vom Eisengehalt und vom Comonomergehalt ab und dies wird in Fig. in der schraffierten Fläche gezeigt, d.h. einem Bereich, welcher der Gleichung (2) entspricht.
Bei einer Temperatur unterhalb dieses Bereiches kann man keine Verkürzung der Voroxidationszeit bewirken. Liegt die Temperatur andererseits oberhalb dieses Bereiches, so findet häufig eine Koaleszenz und ein Verbrennen der Fasern statt und infolgedessen wird ein stabiler Betrieb erschwert und die Qualität der erzielten Produkte erheblich gemindert. Die anwendbare Maximaltemperatur für die Faser auf Basis von Acrylnitril, welche keine Eisenverbindung enthält, wird durch Kurve A in Fig. 2 gezeigt.
Im allgemeinen wird die Voroxidation durchgeführt, während man die Temperatur in Stufen erhöht. Bei Anwendung einer eine Eisenverbindung enthaltenden Faser auf Basis von Acrylnitril gemäss der Erfindung, kann die Faser nach der Behandlung bei der vorerwähnten geeigneten Eingangserwärmungstemperatur bei einer höheren Temperatur, aber unterhalb etwa 40O0C, in Stufen behandelt werden.
Obwohl man die Voroxidation im allgemeinen in einer oxidierenden Atmosphäre von Luft durchführt, kann man auch eine geeignete Mischung aus Sauerstoff mit einem Inertgas, wie Stickstoff, verwenden, unter der Voraussetzung,
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dass der Sauerstoffgehalt nicht weniger als etwa 15 Vol.% beträgt. Weiterhin kann man die Verarbeitung auch in einer Atmosphäre von Chlorwasserstoffgas oder Schwefeldioxid vornehmen. In diesen Fällen müssen jedoch im allgemeinen Mischungen dieser Gase mit Luft (mit einem Sauerstoffgehalt der Gasmischung von etwa 5 bis 20 Vol.%) verwendet v/erden.
t
Vorzugsweise v/ird auf die Paser(n) in der Weise eine Spannung einwirken gelassen, dass der Schrumpf bei einer jeweiligen Voroxidationstemperatur im Bereich von 50 bis 90 %, vorzugsweise etwa 60 bis 80 %, des freien Schrumpfes bei dieser Temperatur beträgt. Liegt der Schrumpf unterhalb von 50 %r so sind die Absorptionseigenschaften der Paser für praktische Zwecke unbefriedigend, und liegt der Schrumpf oberhalb etwa 90 %, so werden die mechanischen Eigenschaften der nach der Aktivierung erhaltenen Fasern verschlechtert.
Der Ausdruck "Grad des freien Schrumpfes" bedeutet das Verhältnis des Schrumpfes zu der Originallänge, d.h. wenn man die Faser unter einer Spannung von 1 mg/Denier in einer oxidierenden Atmosphäre bei einer bestimmten Temperatur unter Ablauf der Oxidation schrumpfen lässt,· und das Verhältnis des Schrumpfes zu der Originallänge wird als der Grad des freien Schrumpfes bei dieser Temperatur bezeichnet»
Die Iiauptvorteile der Erfindung, bei welcher eine Eisenverbindung in die Faser auf Basis von Acrylnitril eingebracht wird, sind folgende:
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(1) Es findet bei einer höheren Voroxidationstemperatur als man nach dem Stand der Technik anwenden konnte, keine Koaleszenz und kein Verbrennen der Faser statt und dadurch kann man die Voroxidationszeit erheblich abkürzen.
(2) Selbst bei der gleichen Voroxidationstemperatur wie beim Stand der Technik wird ein bemerkenswert hoher Oxidationsgrad im Vergleich zu den Verfahren des Standes der Technik erzielt und infolgedessen kann man die Voroxidationszeit abkürzen.
(3) Die Aktivierungszeit kann man im Vergleich zu den Verfahren des Standes der Technik abkürzen.
(4) Der faserige aktivierte Kohlenstoff hat einen hohen Stickstoffgehalt und eine sehr gute Absorptionsfähigkeit und mechanische Eigenschaften.
(5) Der erhaltene faserige aktivierte Kohlenstoff ist sehr gut verarbeitbar, insbesondere bei der Herstellung von Filzen oder Geweben, aufgrund der erhöhten Reibungseigenschaften.
Wie vorher dargelegt, kann man durch das erfindungsgemässe Verfahren die Produktivität, insbesondere der Voroxidationsstufe, erhöhen. In Tabelle 2 werden z.B. die Ergebnisse gezeigt, die man mit einer Faser auf Basis von Acrylnitril aus 92 Gew.% Acrylnitril und 8 Gew.% Methylacrylat mit einem Gehalt von 0,21 Gew.% (a]s Eisen) Ferrosulfat bei deren Oxidation erhält, wobei ein Vergleich gezeigt wird mit dem Stand der Technik, bei dem kein Eisen zugesetzt worden war.
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Tabelle 2
Ansatz
Nr.		 Oxidationsbedingungen
Temperatur(0C)χ Zeit (h)		 spätere
Stufe		 Oxidations
grad der
P as er		 Gleichge
wi chtswas-
sergehalt
Anfangs
stufe		 260 χ 1,5 (%)
1 240 χ 2 265 χ 1 keine Koa
leszenz		 11,4
2 245 χ 1,5 275 χ 0,5 II 11,7
3 250 χ 1 250 χ 2,5 geringe
Koaleszenz		 11,0
4 230 χ 3 fangen auf
su brennen an)		 merkliche
Koaleszenz		 11,2
5 240 (Pasern
einmal :		 Verbrennung
Ansätze 1, 2 und 3 zeigen das erfindungsgemässe Verfahren und Ansätze 4 und 5 das Verfahren des Standes der Technik.
Die Ergebnisse in Tabelle 2 zeigen, dass man bei einer Voroxidation der Faser auf Basis von Acrylnitril mit einem Gehalt an Eisen bei einer hohen Eingangstemperatur keine Koaleszenz bewirkt und die Voroxidationsgeschwindigkeit hoch ist und man deshalb die Voroxidationszeit auf etwa ein Drittel oder weniger der Zeit vermindern kann, die beim Stand der Technik erforderlich war. Infolgedessen ermöglicht das erfindungsgemässe Verfahren die schnelle und wirksame Herstellung von faserigem aktivierten Kohlenstoff und ist deshalb von hoher wirtschaftlicher Bedeutung.
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Zwar ist der Mechanismus, wie durch die Eisenverbindung die vorerwähnte Wirkung während der Voroxidationsstufe erzielt wird, nicht klar, aber aus einer thermischen Analyse, die unter Verwendung eines Differentialabtastcalorimeters durchgeführt wurde, geht hervor, dass die Hauptspitze der exothermen Kurve beim Erhitzen der Faser auf Acrylnitrilbasis schärfer wird und dass die gesamte exotherme Wärme durch die Einführung der Eisenverbindung ■Vermindert wird. Man nimmt deshalb an, dass durch die in der Faser auf Acrylnitrilbasis enthaltene Eisenverbindung die Erweichungstemperatur der Faser erhöht und die Zyklisierungsreaktion beschleunigt wird.
In Fig. 3 werden die kalorischen Werte hinsichtlich der Erwärmungstemperatur bei der Oxidation gezeigt. Die gestrichelte Linie zeigt eine Kurve für eine Faser aus 90 Gew.% Acrylnitril und 10 Gew.% Methylacrylat. Die durchgezogene Linie zeigt eine Kurve für die gleiche Faser mit der Ausnahme, dass sie FeCl-, in einer Menge von 0,2 Gew.% (berechnet als Eisen) enthielt.
Man nimmt auch an, dass durch das Anhaften oder Eindringen der Eisenverbindung in die Faser die Reaktionswärme physikalisch verteilt wird und eine Akkumulierung der Reaktionswärme verhindert wird, und dass dadurch die koaleszenzverhindernde Wirkung eintritt.
Es ist wünschenswert, die Faser auf Basis von Acrylnitril mit einem Gehalt an Eisen der Voroxidation zu unterwerfen, bis der Gleichgewichtswassergehalt 8 bis 13 %, vorzugsweise 9 bis 11 %, beträgt (entsprechend der Menge an gebundenem Sauerstoff von 60 bis 95 %, vorzugsweise 72 bis 86%,
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bezogen auf die mögliche Sättigungsmenge an gebundenen Sauerstoff in der Faser) weil man dadurch einen aktivierten Kohlenstoff mit hoher Adsorptionsfähigkeit und in hoher Ausbeute erhalten kann.
Die Dauer der Wärmebehandlung bei der Voroxidation hängt von der Verarbeitungstemperatur ab und beträgt im allgemeinen etwa 0,5 bis 24 Stunden. Wird die Wärmebehandlung bei einer niedrigeren Temperatur durchgeführt, so ist eine längere Zeit erforderlich.
Nach der Voroxidation der Faser erfolgt eine Aktivierungsbehandlung.
Diese Aktivierungsbehandlung kann durch physikalische Aktivierung oder durch Imprägnieren der Faser mit einem Aktivierungsmittel, wie es zur chemischen Aktivierung verwendet wird, und einer anschliessenden physikalischen Aktivierung erfolgen. Diese Verfahren sind z.B. in den US-PSen 2 790 781 und 2 648 637 beschrieben.
Wird die Aktivierung in einem Aktivierungsgas vorgenommen, so wendet man CO2/ NH,, Wasserdampf oder ein Mischgas daraus (z.B. CO2+H2O) an (in diesem Fall ist die zulässige Menge an Sauerstoff dadurch begrenzt, dass die Faser nicht brennen darf, wobei die Sauerstoffmenge im allgemeinen nicht mehr als 3 Vol.% beträgt). Ein oder mehrere Inertgase, wie N2/ Ar oder He, können in dem Aktivierungsgas in einer Menge von bis zu etwa 50 Vol.% (z.B. CO2H-N2 und dergleichen) enthalten sein. Im allgemeinen wird die Aktivierung bei einer Temperatur zwischen etwa 600 bis 1300°C und vorzugsweise 800 bis etwa 1300OC
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während 6 Sekunden bis zu 2 Stunden durchgeführt.
Wird eine physikalische Aktivierung nach dem Imprägnieren mit Chemikalien vorgenommen, so kann man Aktivierungschemikalien verwenden, wie sie schon bisher zur Herstellung von aktiviertem Kohlenstoff verwendet wurden. Zum Beispiel kann man die oxidierte Faser in eine wässrige Lösung aus Zinkchlorid, Phosphorsäure, Schwefelsäure, Natriumhydroxid, Chlorwasserstoffsäure oder dergleichen, eintauchen (im Falle von Chlorwasserstoffsäure beträgt deren Konzentration im allgemeinen 10 Gew,% bis 37 Gew.% und im Falle der anderen Chemikalien im allgemeinen 10 bis 60 Gew.%). Alternativ kann man Lösungen dieser Stoffe auf die Fasern sprühen und sie darauf abscheiden. Anschliessend wird die Faser in einem Aktivierungsgas, im allgemeinen bei etwa 700 bis 1000 C während 1 Minute bis 3 Stunden aktiviert. In diesem Fall beträgt die Menge der (gelösten) Chemikalie, die abgeschieden wurde, etwa 0,1 bis 20 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Faser. Natürlich ist es auch möglich, eine Menge von mehr als 20 Gew.% abzuscheiden, aber man erzielt durch derartig grosse Mengen keine besondere Wirkung.
Bei dieser Aktivierungsbehandlung lässt man die Faser vorzugsweise frei schrumpfen. Der Schrumpf beträgt im allgemeinen etwa 10 bis 30 %, je nach der jeweiligen oxidierten Faser.
Durch diese Aktivierung werden flüssige Komponenten in der Faser entfernt und die Faser wird carbonisiert und gleichzeitig wird die spezifische Oberfläche der Faser erhöht.
— OA —
130016/0821
So hergestellter faseriger, aktivierter Kohlenstoff hat eine spezifische Oberfläche von etwa 300 bis 2000 m^/gr einen Stickstoffgehalt von etwa 2 bis 15 Gew.%, eine Faserfestigkeit von 25 bis 35 mg/mm und einen Durchmesser von etwa 3 bis 30 um.
Bei der vorliegenden Paser ist es wichtig, dass bei der yoraktivierungsstufe die Eisenverbindung in der oxidierten Faser die Aktivierungsreaktion beschleunigt und dadurch die Aktivierungszeit verkürzt und die Ausbeute erhöht wird, verglichen mit dem Stand der Technik. Die Eisenverbindung soll in der Faser in einer Menge von mehr als 0,01 Gew.% und vorzugsweise mehr als 0,05 Gew.%, bezogen auf den faserigen aktivierten Kohlenstoff und berechnet als elementares Eisen, verbleiben. Sie soll jedoch nicht 1 Gew.% und vorzugsweise 0,3 Gew.% übersteigen, um eine Überaktivierung zu vermeiden und eine Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften des erhaltenen faserigen aktivierten Kohlenstoffs. ·»
Übersteigt die Menge der Eisenverbindung in dem faserigen aktivierten Kohlenstoff die vorerwähnte Menge, so soll die überschüssige Menge der Eisenverbindung vor der nachfolgenden Aktivierung entfernt werden, d.h. sie soll von der voroxidierten Faser nach der Voroxidationsstufe entfernt werden. Die Menge der Eisenverbindung kann durch Waschen der voroxidierten Faser mit Wasser, vorzugsweise mit warmem Wasser von etwa 50 bis 10O0C, oder mit einer wässrigen organischen Säurelösung vorgenommen werden. Im allgemeinen werden 0,1 bis 5 Gew.% der organischen Lösung verwendet. Geeignete organische Säuren sind z.B. Essigsäure, Weinsäure und Oxalsäure. Es reicht aus, die Fasern in der Lösung mechanisch zu vibrieren, um die Eisenverbindung zu entfernen.
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Die günstige,·erfindungsgemäss erzielte Wirkung besteht darin, dass die Kosten für faserigen aktivierten Kohlenstoff merklich im Vergleich zu den Verfahren des Standes der Technik verringert werden können, weil die Voroxidations- und Aktivierungsstufen verbessert werden durch die Verwendung der eine Eisenverbindung enthaltenden Faser auf Basis von Acrylnitril.
Eine weitere sehr wichtige Wirkung beim erfindungsgemässen Verfahren besteht darin, dass man faserigen aktivierten Kohlenstoff mit hohem Stickstoffgehalt, verglichen mit den Verfahren des Standes der Technik, erhalten kann. Dadurch werden die inhärenten Eigenschaften des aus der Faser auf Basis von Acrylnitril hergestellten faserigen aktivierten Kohlenstoffs, d.h. die Adsorptionsfähigkeit für saure Gase, wie Mercaptan, Schwefelwasserstoff SO , NO und dergleichen, weiter verbessert.
Da die auf dem aktivierten Kohlenstoff abgeschiedene Eisenverbindung dort verbleibt, wird das katalytische Verhalten des faserigen aktivierten Kohlenstoffs erheblich verbessert. Der erfindungsgemäss erhaltene faserige aktivierte Kohlenstoff ist insbesondere als Katalysator für die Zersetzung von Ozon oder Cyanwasserstoff und dergleichen geeignet.
Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen beschrieben.
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130016/0821
Beispiel 1
Drei Pasern auf Acrylnitrilbasis mit einem Durchmesser von 3 Denier und enthaltend als Comonomer Methylacrylat in unterschiedlichen Mengen, wurden in einer 2 %-igen wässrigen Lösung von Perrösulfat während 5 Minuten bei 6O°C getränkt und dann getrocknet unter Erhalt von Fasern auf Basis von Acfylnitril mit einem Gehalt von 0,05 Gew.% bis 0,6 Gew.% Eisen. Diese Fasern wurden dann an der Luft oxidiert.
In diesem Beispiel wurde die Voroxidation zweistufig durchgeführt. Die Eingangsstufe betrug 23O°C bis 275°C (Eingangstemperatur) , während 0,5 bis 2,5 Stxmden und die folgende Stufe wurde bei 25O°C bis 28O°C während 0,5 bis 2 Stunden durchgeführt.
Zum Vergleich wurden weitere Fasern auf Basis von Acrylnitril der gleichen Zusammensetzung, jedoch ohne Eisenverbindung in gleicher Weise zweistufig voroxidiert. Die Ergebnisse werden in Tabelle 3 gezeigt.
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13 0 016/0821
Tabelle
CD — O OO
OO
Ansatz
Nr.		 Comonomer-
gehm.lt
(Gew.pü)		 Eisen
gehalt
(Gew.%)		 Voroxidationsbedingungen (OC) χ Zeit (h) X 0,75 spätere Stufe Koales.z;en ζ Gleichge
wichtswas
sergehalt
Temperatur Anfangsstufe X 0,5 (%)
6 0,11 260 X 0,5 275, χ 1 11,1
7 0,11 270 X 0,5. , 280 χ 1 stark 11,5
8 2,1 0,11 275 X 1/5 280 χ 0,5 keine 11,7
9 0,33 275 X 1 . 280 χ 0,5 gering 11 ,8
10 0 245 X 0,5 265 χ 2,5 gering 11,5
11 0,13 250 X 0,5 270 x 2 merklich 11 ,6
12 5,3 0,16 265 X 3 285 χ 1,5 keine 11 ,8
13 0,43 270 X 2,5 285 χ 1 keine 11 ,3
14 0 230 X 1,5 250 χ 3 stark 12,0
15 0,15 235 X 1 255 χ 2 merklich 11,3
16 0,21 240 X 0,75 260 χ 2 keine 12,1
17 9,6 0,21 245 X 0,5 265 χ 1,5 keine 11,9
18 0,21 250 X 270 χ 1 gering 11 ,5
19 0,21 255 275 χ 1 wenig 12,6
20 . d.,5.1. ;: 245 ".265. x,".i ;.5. ;;·.; merklich . . .12,1
keine
OJ O CO CD j>. CD O
Ansätze 7, 8, 11, 12 und 15 bis 18 sind erfindungsgemässe Ansätze.
Die so erhaltenen voroxidierten Fasern wurden in überhitztem Wasserdampf bei 880 C aktiviert unter Erhalt von faserigem aktivierten Kohlenstoff mit einer spezi-
2
fischen Oberfläche von 900 m /g. Die Ausbeuten und das Verhalten dieser faserigen aktivierten Kohlenstoffe werden in Tabelle 4 gezeigt.
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130016/0821
Tabelle 4
Ansatz
Nr.		 Ausbeute an
faserigem
aktivierten
Kohlenstoff
(%)		 Stickstoff
gehalt (%)		 Faserfe
stigkeit
(kg/rnm^)		 Ozonad
sorptions
menge (%)
6 14 3,5 30,3 10
7 16 3,8 33,5 19
8 16 3,8 33,8 19
9 11 3,0 21 ,3 17
10 18 . 3,8 35,3 11
11 18 3,7 39,5 21
12 19 3,8 36,8 20
13 10 2,9 21 ,9 18
14 28 4,5 35,8 13
15 30 4,8 44,5 17
16 29 4,5 44,1 18
17 28 4,4 42,2 20
18 28 4,4 40,3 24
19 23 3,9 29,7 23
20 21 3,2 30,8 21
Ansätze 7, 8, 11, 12 und 15 bis 18 sind erfindungsgemässe Ansätze.
Der Ausdruck "Ozonadsorptionsmenge" in Tabelle 4 gibt
die Menge an Ozon an, die auf dem faserigen aktivierten
Kohlenstoff adsorbiert oder zersetzt wird, bis das Verhältnis der Konzentration am Auslass zu der Konzentration
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130016/0821
am Einlass (Konzentration am Auslass/Konzentration am Einlass) 0,05 beträgt (nachfolgend als Durchbruch (break point) bezeichnet) wenn mann Luft mit einem Gehalt von 1 ppm Ozon und einer relativen Feuchte von 60 % durch einen faserigen aktivierten Kohlenstoff (in Filzform) in einer Fliessmenge von 0,5 m/sek durchleitet.
pie obigen Ergebnisse zeigen, dass bei einem Eisengehalt Ausserhalb des erfindungsgemäss angegebenen Bereiches . die Wirkung der Erfindung nicht erzielt werden kann, selbst wenn man die Voroxidation bei einer geeigneten Eingangstemperatur vornimmt. Wenn der Eisengehalt zu gross ist, so werden insbesondere die Ausbeuten ans faserigem aktivierten Kohlenstoff und die Faserfestigkeit erheblich verschlechtert. Liegt der Eisengehalt in dem erfindungsgemäss angegebenen Bereich, so kann, auch wenn, die Eingangs temperatur höher ist als die obere Grenze des durch den Comonomergehalt des limitierten Bereiches, die Koaleszenz der Faser nicht verbessert werden und die Qualität des faserigen aktivierten Kohlenstoffs erniedrigt sich und wenn die Temperatur niedriger ist als die untere Grenze des Bereiches, so dauert die Voroxidation lange Zeit.
Erfindungsgemäss wird die Voroxidationsstufe erheblich verbessert und man kann ausserdem den faserigen aktivierten Kohlenstoff in hohen Ausbeuten erhalten. Das erfindungsgemässe Verfahren ist besonders wirksam um solche Fasern auf Basis von Acrylnitril zu behandeln, die einen hohen Gehalt an Comonomer haben, z.B. von mehr als 8 %.
Der erfindungsgemäss erhaltene faserige aktivierte
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130016/0821
Kohlenstoff hat einen hohen Stickstoffgehalt und eine gute Faserfestigkeit und ist besonders zur Absorption von Ozon und dergleichen geeignet.
Beispiel 2
Eine Copolymerfaser mit einem Durchmesser von 5 Denier aus 92 Gew.% Acrylnitril und 8 Gew.% Vinylacetat wurde mit einer 1,5 %-igen wässrigen Lösung von Ferriammoniumnitrat getränkt und getrocknet, wobei man eine Faser auf Basis von Acrylnitril mit einem Gehalt von 0,25 Gew.% Eisen erhielt. Diese Faser auf Basis von Acrylnitril wurde 1 Stunde an der Luft bei einer Eingangstemperatur von 25O°C erhitzt, unter Erhalt einer Faser mit einem Gleichgewichtswassergehalt von 2,3 % und dann während 0,5 Stunden bei 26O°C und 0,5 Stunden bei 27O°C unter Erhalt einer flexiblen voroxidierten Faser mit einem Gleichgewichtswassergehalt von 12,4 %, die in keiner Weise koaleszeirt war.
Anschliessend wurde die voroxidierte Faser 10 Minuten in überhitztem Wasserdampf bei 9000C aktiviert unter Erhalt von faserigem aktivierten Kohlenstoff in einer Ausbeute von 20 % und mit einer spezifischen Oberfläche von 1000 m /g.
Dieser faserige aktivierte Kohlenstoff hatte eine Faserfestigkeit von 24,3 kg/ram und eine Benzolabsorptionsmenge von 56 %f gemessen gemäss JIS-K1474.
_ OO _
130016/0Ö21
Zum Vergleich wurde eine Faser auf Basis von Acrylnitril der gleichen Zusammensetzung wie oben, jedoch ohne Eisengehalt, 2 Stunden bei 23O°C, 2 Stunden bei 250OC und 3 Stunden bei 265°C voroxidiert, unter Erhalt einer voroxidierten Faser mit einem Gleichgewichtswassergehalt von 12,1 %. Obwohl die Voroxidation bei einer niedrigeren Temperatur als beim erfindungsgemässen Verfahren durchgeführt wurde, koaleszierte die erhaltene voroxidierte Faser und wurde hart.
Diese voroxidierte Faser wurde in überhitztem Wasserdampf bei 9OO°C 40 Minuten lang aktiviert und man erhielt einen faserigen aktivierten Kohlenstoff mit einer spezifischen Oberfläche von 1000 m /g. Die Faserfestigkeit und die Benzolabsorptionsmenge des' faserigen akti-
2 vierten Kohlenstoffs betrugen 16,5 kg/mm bzw. 54 % und waren schlechter als bei dem erfindungsgemäss erhaltenen, faserförmigen aktivierten Kohlenstoff.
Beispiel 3
Ein Acrylnitril-Copolymer aus 92. Gew.% Acryilnitril, 6 Gew.% Methylacrylat und 2 Gew.% Acrylamid wurde in einer 60 %-igen Zinkchloridlösung zu einer Copolymerlösung gelöst. Zu dieser Copolymerlösung wurde Ferrioxid einer Teilcliengx"üsse von 0,1 bis 0,3 um gegeben. Die Lösung wurde unter Erhalt einer Faser mit einem Durchmesser von 3 Denier, enthaltend 0,14 Gew.% Eisen, versponnen.
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Diese Faser wurde 0,5 Stunden bei einer Eingangstemperatur von 25O°C und dann 0,5 Stunden bei 275°C oxidiert, bis der Gleichgewichtswassergehalt 12 % betrug, unter Erhalt einer voroxidierten Faser, die nicht koalesziert war.
Diese voroxidierte Faser wurde in überhitztem Wasserdampf von 800 C weiter aktiviert unter Erhalt von faserigem Aktivierten Kohlenstoff mit einer spezifischen Oberfläche
von 880 m /g in einer Ausbeute von 23 %.
Zum Vergleich wurde eine Faser gleicher Zusammensetzung wie oben, aber ohne Eisengehalt behandelt. In diesem Fall benötigte man für die Voroxidation 5 Stunden bei 22O°C und weitere 2 Stunden bei 24O°C, um eine voroxidierte Faser mit einem Gleichgewichtswassergehalt von 12 % unter solchen Bedingungen zu erhalten, dass keine Koaleszenz eintrat. Dann wurde die voroxidierte Faser aktiviert unter Erhalt eines faserigien aktivierten Kohlenstoffs in einer Ausbeute von 18 % mit einer spezifischen Oberfläche von 900 m2/g.
Die Cyanwasserstoffabsorptionsfähigkeit des erhaltenen faserigen aktivierten Kohlenstoffs und des zum Vergleich hergestellten faserigen aktivierten Kohlenstoffs wurden verglichen. Luft, enthaltend 2000 ppm Cyanwasserstoff (relative Luftfeuchtigkeit 60 %) wurde durch den faserigen aktivierten Kohlenstoff (in Filzform) geleitet und die bis zum Durchbruch erhaltene Absorptionsmenge wurde gemessen. Die Adsorptionsmenge des für Vergleichszwecke hergestellten faserigen aktivierten Kohlenstoffs gemäss
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dem Stand der Technik betrug 5 %, dagegen bei dem faserigen aktivierten Kohlenstoff gemäss der Erfindung 18 %. Der faserige aktivierte Kohlenstoff ist somit hinsichtlich der Adsorptionsfähigkeit und der Wirksamkeit, toxische Gase zu entfernen, erheblich verbessert worden.
130016/0821
H ORIGINAL INSPECTED
Leerseite /NSPECTED

Claims (21)

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung von fasriger aktivierter Kohlef dadurch gekennzeichnet , dass man eine auf Acrylnitril aufgebaute Faser mit einem Durchmesser von 1,5 bis 15 Denier, enthaltend eine Eisenverbindung im Bereich entsprechend der Gleichung (1)
0,02/1F + 0,02 =Y = 0,05 /3Γ + 0,10 (1)
worin X der Gewichtsprozentgehalt des Comonomers der auf Acrylnitril aufgebauten Faser und Y der Gewichtsprozentgehalt Eisen ist,
bei einer Eingangserhitzungstemperatur, entsprechend der Gleichung (2)
·- *? —· 130018/0821
280 -5X=Z= 290 - 4X (2)
worin X die gleiche Bedeutung wie in Gleichung (1) und Z die Eingangserhitzungstemperatur (0C) ist,
voroxidiert und dann die voroxidierte, auf Acrylnitril aufgebaute Faser aktiviert.
2. Verfahren gemäss Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass die auf Acrylnitril aufgebaute Faser eine Faser aus Polyacrylnitril oder einem Copolymer von Acrylnitril mit wenigstens etwa 60 Gew.% Acrylnitril ist.
3. Verfahren, gemäss Anspruch 2r dadurch gekennzeichnet , dass etwa 6 bis 40 Gew.% wenigstens eines Comonomers vorhanden sind.
4. Verfahren gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass wenigstens ein Monomer in einer Menge von 8 bis 15 Gew.% vorhanden ist.
5. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Faser einen Durchmesser von 2,0 bis 7,0 Denier hat.
6. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Eisenverbindung ein Eisensalz oder ein Eisenkomplexsalz ist.
7. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Eisenverbindung Ferri- oder Ferrosulfat, Ferri- oder Ferrochlorid, Ferri-
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oder Ferronitrat, Ferri- oder Ferroammoniumnitrat, Ferro- oder Ferrooxid, Natrium- oder Kaliumferricyanid oder Natrium- oder Kaliumferrocyanid ist.
8. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die eine Eisenverbindung enthaltende, auf Acrylnitril aufgebaute Faser erhalten wird, indem man ein Pulver oder eine Lösung einer Eisenverbindung zu einer Spinnlösung eines auf Acrylnitril aufgebauten Polymers zugibt.
9. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die eine Eisenverbindung enthaltende Faser auf Acrylnitrilbasis erhalten wird, indem man eine Gelfaser der auf Acrylnitril aufgebauten Faser nach dem Spinnen und vor dem Trocknen mit einer Lösung einer Eisenverbindung imprägniert.
10. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass man die eine Eisenverbindung enthaltende, auf Acrylnitril aufgebaute Faser erhält, indem man die Fasern mit einer Lösung der Eisenverbindung tränkt.
11. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der faserige aktivierte Kohlenstoff die Eisenverbindung in einer Menge von mehr als 1 Gew.%, berechnet als elementares Eisen, enthält.
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12. .Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der faserige aktivierte Kohlenstoff die Eisenverbindung' in einer Menge von 0,01 bis 1 Gew.%, berechnet als elementares Eisen, enthält.
13. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die auf Acrylnitril aufgebaute Faser in Form eines Spinnkabels, Filzes, Gewebes
oder Faservlieses vorliegt.
14. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die auf Acrylnitril aufgebaute Faser in Form eines Faserkabels aus mehr als etwa 40.000 Fäden vorliegt.
15. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die auf Acrylnitril aufgebaute Faser in Form eines Vlieses, Gewebes oder
2 Faservlieses mit einem Gewicht von mehr als 150 g/cm
vorliegt.
16. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die auf Acrylnitril aufgebaute Faser voroxidiert wird, bis der Gleichgewichtswassergehalt der Faser etwa 8 bis 13 % erreicht.
17. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die voroxidierte Faser durch Erhitzen in CO2, NH3, Wasserdampf oder einem Mischgas daraus bei einer Temperatur von etwa 600 bis 13000C aktiviert wird.
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18. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die voroxidierte Paser aktiviert wird, bis die spezifische Oberfläche des faserförmigen aktivierten Kohlenstoffes etwa 300
bis 2000 m2/g beträgt.
19. Verfahren gemäss Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , dass der faserige aktivierte Kohlenstoff etwa 2 bis 15 Gew.% Stickstoff enthält.
20. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass nach der Voroxidation bei der erwähnten Eingangserhitzungstemperatur die Faser bei einer höheren Temperatur, die weniger als etwa 400 C beträgt, voroxidiert wird.
21. Faseriger aktivierter Kohlenstoff mit einer spezifischen Oberfläche von etwa 300 bis 2000 m /g, einem Stickstoffgehalt von etwa 2 bis 15 Gew.% und einer Faserfestigkeit von etwa 25 bis 35 kg/mm und einem Durchmesser von etwa 3 bis 30 um.
130016/0821
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