活性炭纖維的開發(fā)和利用
活性炭纖維也稱纖維狀活性炭是性能優(yōu)于顆粒活性炭的高效吸附材料和環(huán)保工程材料。它是繼粉末活性炭和粒狀活性炭之后的第三種類型的活性吸附材料,是粒狀活性炭的更新?lián)Q代產(chǎn)品;钚蕴坷w維這個概念首次在1962年的美國專利中涉及,隨即美、英、前蘇聯(lián),特別是日本,成為研究和使用的大國,年產(chǎn)量近千噸。國內(nèi)研究始于20世紀80年代末,到90年代中后期陸續(xù)出現(xiàn)工業(yè)化裝置。在我國生產(chǎn)的活性炭纖維主要有兩種:一種叫黏膠基活性炭纖維,另一種叫聚丙烯腈基活性炭纖維;钚蕴坷w維主要成分由碳原子組成。
活性炭纖維具有發(fā)達的比表面積和豐富的微孔徑。一般活性炭纖維的比表面積可達1000m2/g—1600m2/g。目前國內(nèi)外對AFC產(chǎn)品的開發(fā)和利用,主要針對其高效吸附,吸附容量大,吸附、脫附速度快,易再生,灰分少,耐酸、耐堿,具有良好的導(dǎo)電性能和化學(xué)穩(wěn)定性等來進行。
一、醫(yī)藥與衛(wèi)生方面
1、活性炭纖維對微生物及細菌有優(yōu)良的吸附能力,對細菌的抑菌率可達96%—99%,對低濃度(百萬分率級)吸附質(zhì)仍有很高的吸附量。在醫(yī)院,尤其在SARS病房中,設(shè)置空氣凈化器,可以用負壓操作來實施,將活性炭纖維加工成活性炭纖維筒式濾芯來吸附?諝鈨艋髂芰υO(shè)計成4L/min空氣即能滿足醫(yī)院要求。此功能在國內(nèi)尚未工業(yè)化。
2、通常病毒的大小在幾十納米左右,普通的紗布口罩只用幾小時就得換。因此,我們可以將活性炭纖維布制成活性炭纖維防護口罩,它除了具有防毒、濾菌功能外,還可以用于有機氣體、農(nóng)藥、酸性揮發(fā)物等化工物質(zhì)場所。活性炭纖維防護口罩能有效防止普通口罩不能起作用的5μm以下的飄塵和由呼吸道傳播的多種病菌,適用于醫(yī)療、化工、皮革、環(huán)衛(wèi)工人。
3、活性炭纖維用于醫(yī)療凈化血液、病毒的過濾;作為急性解毒劑;制造腎臟、肝臟,我國應(yīng)加大投入,開發(fā)完善其前沿功能。
二、軍事與反恐領(lǐng)域
為了防護光氣、沙林等多種有毒氣體,可以將活性炭纖維氈或布與基布(棉布、迷彩布等)采用粘合的形式,制成一體。一方面保持活性炭纖維的高效吸附性能,同時也增強了強度?梢灾瞥煞雷o化學(xué)毒氣的防毒衣、防毒面具、防毒帽。
三、水處理方面
目前我國已經(jīng)能夠成功地將活性炭纖維加工成活性炭纖維折疊筒式濾芯。濾芯規(guī)格為250mm—1000mm不等,配套直徑68mm的不銹鋼折疊濾器。水處理量0.2m3/h—0.8m3/h。設(shè)備體積比其他過濾設(shè)備更小型化,具有更大的過濾面積和過濾效果,還具有截留水中5μm以下顆粒的能力,過濾效果顯著。此設(shè)備用于自來水、工業(yè)用水和工業(yè)純水作為家用自來水凈水器。利用活性炭纖維為主材料制成過濾濾芯,可制成筒式過濾器。可有效除氯、抗菌、去雜質(zhì),做到凈化省水。此家用產(chǎn)品目前國內(nèi)還沒有,在日本及我國臺灣市場已有產(chǎn)品出售。
四、家居及裝修
1、目前,我國建筑裝飾中,使用的家具油漆、復(fù)合木地板及黏結(jié)劑等,都含有揮發(fā)性有機化合物(如甲醛、甲苯),對人體有很大危害。我們可以根據(jù)活性炭纖維對有機氣體的高度吸附性能,開發(fā)能夠高效吸附這些危害氣體的活性炭纖維薄膜,再將薄膜織進聚酯樹脂中。此產(chǎn)品目前國內(nèi)還沒有開發(fā)。
2、活性炭纖維床墊。以活性炭纖維氈和濾網(wǎng)作為內(nèi)芯,外層襯棉布,用于老年福利院、家庭、醫(yī)院、輪船等場所,可以作為長期臥床病人、老年人、嬰幼兒的保健保潔用品。能除濕、去異味、殺菌,保持居室空氣清新,還能避免病人因長期臥床而易發(fā)生的褥瘡.
3、活性炭纖維鞋墊。此產(chǎn)品能吸汗,殺菌,除臭,并有效防治腳癬、腳氣。
4、活性炭纖維冰箱除味器或冰箱除味袋。利用ACF的高效活性吸附性能,以它作為內(nèi)芯制成活性炭纖維冰箱除味器或冰箱除味袋,具有去除冰箱、冰柜內(nèi)異味之功效,可反復(fù)使用。冰箱除味器(袋)在使用2個月后,將內(nèi)芯置于陽光下暴曬2h—3h或用電吹風吹5min,即可脫附再生,恢復(fù)吸附功能
五、其他領(lǐng)域
我國目前對于活性炭纖維的研究大多處于實驗室研究階段,如何使其用于電極、電容領(lǐng)域A 用于貴金屬的提煉和回收領(lǐng)域A 還要進一步努力研究與探討。在科研實驗研究領(lǐng)域A 活性炭纖維可作為氣相色譜的固定相A 還可以作為惰性氣體載體。
另外,華中科技大學(xué)采用活性炭纖維經(jīng)氨水活化后,以脫除重金屬汞,使含汞廢水經(jīng)處理后達到環(huán)保標準,同時回收汞,意義重大。利用活性炭纖維固相微萃取技術(shù)進行興奮劑的檢測,文獻上也已報道。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”