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科普 | 如何區分活性碳纖維氈和純化氈?

發(fā)布時(shí)間:2024-06-11 發(fā)布者:admin 來(lái)源:行業(yè)動(dòng)態(tài) 點(diǎn)擊次數:1493


1689339379230491.png活性碳纖維氈的工藝要點(diǎn)及產(chǎn)品特點(diǎn)

活性碳纖維(Activated Carbon Fiber,ACF)是一種兼具活性炭和碳纖維的特性的材料,它一般以氈、布等形態(tài)被使用。成氈形的就是活性碳纖維氈?;钚蕴祭w維氈的原料纖維主要是黏膠、聚丙烯腈、瀝青等,也有使用酚醛、聚乙烯等材料的。

從工藝的角度,ACF的制備可概括為原絲制備、預處理、碳化、活化。但若是先得到ACF再成氈,由于A(yíng)CF纖維直徑小、強度低,可紡織性差,不太合理。

因此,正如普通碳纖維氈一樣,活性碳纖維氈的制備一般是將原絲纖維先制成氈形,再進(jìn)行預處理、碳化和活化。

其中,活化工序是讓活性碳纖維氈與普通碳纖維氈產(chǎn)生差異的關(guān)鍵?;罨绞椒譃槲锢砘罨?、化學(xué)活化。在物理活化中,碳纖維氈上的無(wú)序碳在800-1200℃下與水蒸氣或空氣、或二氧化碳發(fā)生反應,形成一氧化碳、二氧化碳、氫氣等,被帶出,碳纖維氈上出現大量孔隙,其中90%是微孔。

大量的微孔讓活性碳纖維氈具有比顆粒狀活性炭更大的比表面積、更強的吸附能力。

活化工序除了讓活性碳纖維氈有了大量孔隙,同時(shí)可讓其帶有含氧官能團等。因此,碳纖維氈經(jīng)過(guò)活化后非碳元素含量提高?;钚蕴祭w維的含碳量為90%以上。

在應用上,活性碳纖維氈可用于環(huán)保過(guò)濾,作為有機廢氣處理、水質(zhì)凈化、防毒口罩、敷料等領(lǐng)域的關(guān)鍵材料。并且活性碳纖維氈的吸附以物理吸附為主,被吸附物與活性碳纖維氈之間作用力較弱,因此加熱后也易脫附,便于材料的循環(huán)利用。


1689339379230491.png純化氈的工藝要點(diǎn)及產(chǎn)品特點(diǎn)

“純化氈”的名字可能會(huì )讓人認為它才是被用于凈化污染物的材料,實(shí)際并非如此。純化氈一般是指高純度碳纖維石墨氈。要如何讓氈子達到高純度呢?

首先是原料。為了使成品的純度更高,需要選擇雜質(zhì)含量本身很低的黏膠纖維、聚丙烯腈纖維等。另外,可對原絲纖維進(jìn)行處理,如減少其中的金屬元素等。

純化氈的生產(chǎn)工藝包括原絲制備、非織造成型、預氧化、碳化、石墨化、純化(提純)。雜質(zhì)在這個(gè)過(guò)程中有很多可乘之機,同時(shí),碳化、石墨化、純化的工序可以將非碳元素逐漸排除。一般黏膠基碳纖維的石墨化溫度在1400-2400℃左右。

經(jīng)過(guò)石墨化之后,碳纖維石墨氈的含碳量可達到99.9%以上。后續的純化將進(jìn)一步去除雜質(zhì),提高碳元素含量。純化是純化氈的關(guān)鍵工序。

碳纖維石墨氈的純化方法主要分為高溫熱處理法和化學(xué)處理法,高溫熱處理法需要在2500℃下進(jìn)行,化學(xué)處理法也需要讓氈子在2000℃的爐體中與氟氯烴反應。

純化氈要盡可能提高純度,最終目的就是為了讓其更適應于在對純度要求嚴格的光伏/半導體等熱場(chǎng)中保溫隔熱。因為如果保溫材料的雜質(zhì)含量高,會(huì )造成半導體材料的污染,造成損失。

用于硅單晶生長(cháng)爐中的碳纖維石墨氈會(huì )緩慢氧化、受到硅蒸汽的腐蝕,氈子上的雜質(zhì)也逐漸增多。硅化的純化氈的回收也比吸附了雜質(zhì)的活性碳纖維氈的回收更困難。

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高純黏膠基石墨軟氈