活性碳纖維(ACF)是繼粉狀與粒狀活性碳之后的第三代活性碳產(chǎn)品。70年代發(fā)展起來(lái)的活性碳纖維是隨著碳纖維工業(yè)發(fā)展起來(lái)的一種新型、高效的吸附劑。其*顯著的特點(diǎn)是具有發(fā)達(dá)的比表面積(1000㎡/g~3000㎡/g)和豐富的微孔,微孔的體積占總孔體積的90%以上,微孔直徑約10 Angstrom(1Angstrom =1×10-10m)左右,故其有很強(qiáng)的吸附能力。
與傳統(tǒng)的粒狀活性碳(GAC)相比,ACF具有以下特點(diǎn):
1、ACF與GAC的孔結(jié)構(gòu)有很大的差異,ACF的孔分布基本上呈單分散態(tài),主要由小于2.0nm的微孔組成,且孔口直接開(kāi)口在纖維表面,其吸附質(zhì)到達(dá)吸附位的擴(kuò)散路徑短,纖維直徑細(xì),故與被吸附物質(zhì)的接觸面積大,增加了吸附幾率,且可均勻接觸.
2、比表面積大,*大可達(dá)2500㎡/g,約是GAC的10~100倍;吸附容量大,約是GAC的1.5~100倍;吸附能力為GAC的400倍以上;吸附、脫附速度快,ACF對(duì)氣體的吸附數(shù)10秒至數(shù)分鐘可達(dá)平衡。
3、孔徑分布范圍窄,絕大多數(shù)孔徑在100 Angstrom(1 Angstrom =1×10-10m)以下,GAC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有微孔、過(guò)渡孔和大孔之分,而ACF的結(jié)構(gòu)只有微孔及少量的過(guò)渡孔,沒(méi)有大孔,并且孔徑均勻,分布比較狹窄,為0.1~1nm,這是ACF吸附選擇性較好的原因。
4、ACF不僅對(duì)高濃度吸附質(zhì)的吸附能力明顯,對(duì)低濃度吸附質(zhì)的吸附能力也特別優(yōu)異,如當(dāng)甲苯氣體含量低到10ppm(1ppm=1×10-6,即百萬(wàn)分之一,以下同)以下時(shí),ACF還能對(duì)其吸附,而GAC必須高于100ppm時(shí)方能吸附;
5、耐熱、耐酸堿;具有很強(qiáng)的氧化還原特性,可將高價(jià)金屬離子還原為低價(jià)態(tài);
6、體積密度小,濾阻小,約是GAC的1/3??晌秸扯容^大的液體物質(zhì),且動(dòng)力損耗小。
而且ACF易再生,工藝靈活性大(可制成紗、布、氈或紙等多種制品);以及不易粉化和沉降等特征,這些特征有利于吸附和脫附,使得ACF對(duì)各種有機(jī)化合物具有較大的吸附量和較快的吸、脫附速度。