CN103272562A - 一种滤料基活性炭纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种滤料基活性炭纤维的制备方法，以废弃的针刺毡纤维为碳源，经碳化，KOH化学活化制得活性炭纤维。该方法成本低，可行性高，能达到资源再利用的效果，同时为工业废弃物的处理提供了一个很好的思路。
Description
技术领域
本发明属于资源再利用活性炭制备吸附材料领域，具体涉及一种滤料基活性炭纤维的制备方法。
背景技术
活性炭纤维(Activated Carbon Fiber，ACF)是在碳纤维工业基础上发展起来的，是继粉状、粒状活性炭之后的第三代产品。作为一种新型高效吸附材料，其具有比表面积大、微孔丰富，孔径小且分布窄，吸附量大，吸附速度快，吸附能力强，易再生，工艺灵活性大(可制成纱、布、毡、纸等多种形态)，广泛应用于化工、环保、催化、医用、食品卫生等方面。由于前驱体原料的不同, ACF的生产也会有所不同，一般来说，采用不同的处理工艺会产生不同的孔隙结构及吸附性能。目前用作ACF前驱体的有机纤维主要有黏胶基、聚丙烯腈基、酚醛基和沥青基，并均已实现工业化，但这样制备所得的ACF存在成本较高，同时容易污染环境。
我国是燃煤大国，煤的燃烧要排放大量的污染物（有毒气体和粉尘）。目前我国用来控制燃煤火电厂燃烧排放烟尘颗粒的是以滤料为核心的袋式除尘器，由于长时间的高温作业，这些滤料将逐渐失去除尘的效果，从而成为了工业废弃物。而且，滤料基本由纤维组成，制备活性炭纤维的可行性很高，还可以大大降低成本。因此，充分利用这些滤料废弃物用于其他方面的用途是一个很好的思路。经检索，目前还没有发现关于用针刺滤料废弃物为碳源制备活性炭纤维的公开报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种滤料基活性炭纤维的制备方法，该方法成本低，可行性高，能达到资源再利用的效果，同时为工业废弃物的处理提供了一个很好的思路。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种滤料基活性炭纤维的制备方法，以废弃的针刺毡纤维为碳源，经碳化，KOH化学活化制得的活性炭纤维。包括如下步骤：
（1）将针刺毡废滤料剪成小块，用H2O和乙醇的混合溶液超声浸渍20-30 min，再用去离子水反复清洗3~4次，置于真空干燥箱中80-110℃烘12-24 h；
（2）将步骤（1）已干燥的滤料在惰性气体保护下以一定的升温速率加热至700-900℃，进行碳化处理，冷却至室温；
（3）将碳化后的产物进行充分研磨，过80-100目筛，然后与KOH粉末充分混合均匀，最后在惰性气体下以一定的升温速率加热至700-900℃活化处理，冷却至室温；
（4）将活化后的产物用盐酸溶液浸渍12-24 h后，再用去离子水反复清洗3-4次，以除去剩余的活化剂，然后在真空干燥箱中80-110℃干燥12-24h，即得到滤料基活性炭纤维。
步骤（2）和（3）中所述的升温速率为10℃/min。
步骤（2）和（3）中所述的惰性气体为氮气或氩气。
步骤（3）中所述的碳化物与KOH的质量比为1~4：1。
步骤（2）中所述的碳化时间为1-2h。
步骤（3）中所述的活化时间为30 -120 min。
步骤（4）中所述的盐酸溶液浓度为1~10wt%。
本发明所制得的活性炭纤维是利用工业针刺毡废料经碳化后，在KOH的活化作用下制备得到的。KOH参与了碳的活化反应，反应产生的K2O在高温下会与还原性的H2和C反应生成单质钾，钾(沸点726℃)在 800℃以上会产生钾蒸汽，而挤进碳层间，对微晶相起活化作用，从而得到高碳得率及高比表面积的活性炭纤维。
与现有技术相比较，本发明的有益效果为：
（1）原料易得，成本低，为工业废气滤料，有利于工业化的生产；
（2）原料含纤维量很高，制备方法技术成熟；
（3）所得产品ACF可用于环保、化工、医用和催化等方面，有广泛的应用前景；
（4）所得产品的制备思路为工业废弃物的处理提供了一个很好的思路，有利于环境的保护。
附图说明
图1是实施例1制得的滤料基碳纤维和活性炭纤维的XRD衍射图谱。
图2是实施例1制得的滤料基活性炭纤维的扫描电镜照片。
具体实施方式
实施例1
（1）将针刺毡废滤料剪成小块，用H2O和乙醇的混合溶液超声浸渍20-30 min，再用去离子水反复清洗3~4次，然后将清洗过后的滤料置于真空干燥箱中80-110℃烘12-24 h；
（2）将（1）中已干燥的滤料在惰性气体（N2）保护下以10℃/min的升温速率加热至750℃，进行碳化处理1 h，冷却至室温；
（3）将碳化后的产物进行充分研磨,过筛80-100目, 然后按照一定的质量比例（1：1）与KOH粉末充分混合均匀，最后在惰性气体（N2）下以10℃/min的升温速率加热至750℃，并活化处理120 min，冷却至室温；
（4）将活化后的产物用一定质量浓度的盐酸溶液浸渍12-24 h后，再用去离子水反复清洗3-4次，以除去剩余的活化剂，然后在真空干燥箱中80-110℃干燥12-24 h，即可得到滤料基活性炭纤维。
图1为本实施例所得的XRD图谱。从图谱中我们可以得出滤料已全部被碳化为石墨，活化后石石墨化程度有所降低。
图2为本实施例所得的SEM图谱。从图谱中可以看出制得的活性炭纤维表面有微孔存在，而且分布相对均匀。
实施例2
（1）将针刺毡废滤料剪成小块，用H2O和乙醇的混合溶液超声浸渍20-30 min，再用去离子水反复清洗3~4次，然后将清洗过后的滤料置于真空干燥箱中80-110℃烘12-24 h；
（2）将（1）中已干燥的滤料在惰性气体（N2）保护下以10℃/min的升温速率加热至800℃，进行碳化处理1 h，冷却至室温；
（3）将碳化后的产物进行充分研磨,过筛80-100目, 然后按照一定的质量比例（1：2）与KOH粉末充分混合均匀，最后在惰性气体（N2）下以10℃/min的升温速率加热至800℃，并活化处理90 min，冷却至室温。
（4）将活化后的产物用一定质量浓度的盐酸溶液浸渍12-24 h后，再用去离子水反复清洗3-4次，以除去剩余的活化剂，然后在真空干燥箱中80-110℃干燥12-24 h，即可得到滤料基活性炭纤维。
实施例3
（1）将针刺毡废滤料剪成小块，用H2O和乙醇的混合溶液超声浸渍20-30 min，再用去离子水反复清洗3~4次，然后将清洗过后的滤料置于真空干燥箱中80-110℃烘12-24 h；
（2）将（1）中已干燥的滤料在惰性气体（N2）保护下以10℃/min的升温速率加热至850℃，进行碳化处理2 h，冷却至室温；
（3）将碳化后的产物进行充分研磨,过筛80-100目, 然后按照一定的质量比例（1：3）与KOH粉末充分混合均匀，最后在惰性气体（N2）下以10℃/min的升温速率加热至850℃，并活化处理60 min，冷却至室温。
（4）将活化后的产物用一定质量浓度的盐酸溶液浸渍12-24 h后，再用去离子水反复清洗3-4次，以除去剩余的活化剂，然后在真空干燥箱中80-110℃干燥12-24 h，即可得到滤料基活性炭纤维。
实施例4
（1）将针刺毡废滤料剪成小块，用H2O和乙醇的混合溶液超声浸渍20-30 min，再用去离子水反复清洗3~4次，然后将清洗过后的滤料置于真空干燥箱中80-110℃烘12-24 h；
（2）将（1）中已干燥的滤料在惰性气体（N2）保护下以10℃/min的升温速率加热至900℃，进行碳化处理2 h，冷却至室温；
（3）将碳化后的产物进行充分研磨,过筛80-100目, 然后按照一定的质量比例（1：4）与KOH粉末充分混合均匀，最后在惰性气体（N2）下以10℃/min的升温速率加热至900℃，并活化处理30 min，冷却至室温。
（4）将活化后的产物用一定质量浓度的盐酸溶液浸渍12-24 h后，再用去离子水反复清洗3-4次，以除去剩余的活化剂，然后在真空干燥箱中80-110℃干燥12-24 h，即可得到滤料基活性炭纤维。
表1为本实施例所得的活性炭纤维比表面性能参数
从表中可以看出制得的活性炭纤维的比表面积高达1685 m2/g，而且孔径集中分布在2 nm左右。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (8)
1.一种滤料基活性炭纤维的制备方法，其特征在于：以废弃的针刺毡纤维为碳源，经碳化，KOH化学活化制得的活性炭纤维。
2.根据权利要求1所述的滤料基活性炭纤维的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）将针刺毡废滤料剪成小块，用H2O和乙醇的混合溶液超声浸渍20-30 min，再用去离子水反复清洗3~4次，置于真空干燥箱中80-110℃烘12-24 h；
（2）将步骤（1）已干燥的滤料在惰性气体保护下以一定的升温速率加热至700-900℃，进行碳化处理，冷却至室温；
（3）将碳化后的产物进行充分研磨，过80-100目筛，然后与KOH粉末充分混合均匀，最后在惰性气体下以一定的升温速率加热至700-900℃活化处理，冷却至室温；
（4）将活化后的产物用盐酸溶液浸渍12-24 h后，再用去离子水反复清洗3-4次，以除去剩余的活化剂，然后在真空干燥箱中80-110℃干燥12-24h，即得到滤料基活性炭纤维。
3.根据权利要求2所述的滤料基活性炭纤维的制备方法，其特征在于：步骤（2）和（3）中所述的升温速率为10℃/min。
4.根据权利要求2所述的滤料基活性炭纤维的制备方法，其特征在于：步骤（2）和（3）中所述的惰性气体为氮气或氩气。
5.根据权利要求2所述的滤料基活性炭纤维的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述的碳化物与KOH的质量比为1~4：1。
6.根据权利要求2所述的滤料基活性炭纤维的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的碳化时间为1-2h。
7.根据权利要求2所述的滤料基活性炭纤维的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述的活化时间为30 -120 min。
8.根据权利要求2所述的滤料基活性炭纤维的制备方法，其特征在于：步骤（4）中所述的盐酸溶液浓度为1~10wt%。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104001371A (zh) * | 2014-05-30 | 2014-08-27 | 福州大学 | 一种废弃除尘滤料的回收利用方法 |
| CN104307470A (zh) * | 2014-09-30 | 2015-01-28 | 天津理工大学 | 一种高吸附量的纤维素纤维基活性炭纤维的制备方法及其产品和应用 |
| CN104437375A (zh) * | 2014-11-27 | 2015-03-25 | 深圳市建筑科学研究院股份有限公司 | 吸附剂材料的制备方法与分析方法 |
| CN106564899A (zh) * | 2016-11-08 | 2017-04-19 | 西安工程大学 | 利用废旧棉纺织品制备二氧化钛/活性炭电极材料的方法 |
| CN109570210A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-04-05 | 王汉之 | 一种利用纳米多孔材料治理土壤金属污染的方法 |
| CN112981708A (zh) * | 2021-05-11 | 2021-06-18 | 宁波霓科新材料有限公司 | 一种可降解混杂纤维透气毡、其制备方法及干燥方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2390780A (en) * | 1943-10-02 | 1945-12-11 | Sylvania Ind Corp | Process of making coated textile materials and the articles produced therefrom |
| CN102140709A (zh) * | 2011-01-27 | 2011-08-03 | 济南大学 | 一种多微孔活性炭纤维及其制备方法 |
-
2013
- 2013-06-19 CN CN201310243243.3A patent/CN103272562B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2390780A (en) * | 1943-10-02 | 1945-12-11 | Sylvania Ind Corp | Process of making coated textile materials and the articles produced therefrom |
| CN102140709A (zh) * | 2011-01-27 | 2011-08-03 | 济南大学 | 一种多微孔活性炭纤维及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 孙志钜: "针刺毡滤料的优势及应用前景", 《产业用纺织品》, no. 12, 31 December 2009 (2009-12-31), pages 38 - 41 * |
| 宫传东: "废旧有机纤维制备活性炭纤维（ACF）的工艺研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程技术I辑》, no. 12, 15 December 2008 (2008-12-15) * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104001371A (zh) * | 2014-05-30 | 2014-08-27 | 福州大学 | 一种废弃除尘滤料的回收利用方法 |
| CN104307470A (zh) * | 2014-09-30 | 2015-01-28 | 天津理工大学 | 一种高吸附量的纤维素纤维基活性炭纤维的制备方法及其产品和应用 |
| CN104307470B (zh) * | 2014-09-30 | 2016-06-29 | 天津理工大学 | 一种高吸附量的纤维素纤维基活性炭纤维的制备方法及其产品和应用 |
| CN104437375A (zh) * | 2014-11-27 | 2015-03-25 | 深圳市建筑科学研究院股份有限公司 | 吸附剂材料的制备方法与分析方法 |
| CN106564899A (zh) * | 2016-11-08 | 2017-04-19 | 西安工程大学 | 利用废旧棉纺织品制备二氧化钛/活性炭电极材料的方法 |
| CN109570210A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-04-05 | 王汉之 | 一种利用纳米多孔材料治理土壤金属污染的方法 |
| CN112981708A (zh) * | 2021-05-11 | 2021-06-18 | 宁波霓科新材料有限公司 | 一种可降解混杂纤维透气毡、其制备方法及干燥方法 |
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