一种高比表面积微孔竹纤维基活性炭纤维的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN104016343104016343A(43)申请公布日2014.09.03(21)申请号201310064489.4(22)申请日2013.02.28(71)申请人中国科学院理化技术研究所地址100190北京市海淀区中关村北一条2号(72)发明人赵阳肖红梅刘玉冯青平渠成兵付绍云(74)专利代理机构北京法思腾知识产权代理有限公司11318代理人杨小蓉杨青(51)Int.Cl.C01B31/10(2006.01)D01F9/16(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图3页附图3页(54)发明名称一种高比表面积微孔竹纤维基活性炭纤维的制备方法(57)摘要本发明涉及一种利用竹纤维制备高比表面积微孔活性炭纤维的方法，其步骤是：将竹纤维原料在化学试剂中浸透，然后在200-400℃温度下进行预氧化处理；再将经预氧化处理的竹纤维原料置入高温炉中，在保护气体保护下，升温至700-1200℃进行高温碳化处理；并在700-1200℃下通入水蒸气进行活化处理；之后冷却至室温，得到高比表面积微孔竹纤维基活性炭纤维；本发明方法工艺简单，环境友好；所制备的活性炭纤维物理化学性能优良，比表面积可控，微孔丰富，该技术适用于污水净化、饮用水吸附、空气过滤等方面，尤其适合于小分子气体的吸附，比如氦气、氩气、氪气、氙气等。CN104016343ACN10463ACN104016343A权利要求书1/1页1.一种高比表面积微孔竹纤维基活性炭纤维的制备方法，其步骤如下：将竹纤维原料在化学试剂中浸透，然后在200-400℃温度下进行预氧化处理；然后将经预氧化处理的竹纤维原料置入高温炉中，在保护气体保护下，升温至700-1200℃进行高温碳化处理；并在700-1200℃下通入水蒸汽进行活化处理；之后冷却至室温，得到高比表面积微孔竹纤维基活性炭纤维；所述的化学试剂为盐酸、磷酸、硝酸、磷酸钠、磷酸铵、磷酸氢铵、磷酸氢二胺、氯化钠、硝酸钠、氯化铵、氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钙中的一种或几种；所述的化学试剂浓度为1-30wt%；所述的保护气体为氮气、氦气、氖气、氩气、氪气、氙气和氡气中的一种或几种。2.按权利要求1所述的高比表面积微孔竹纤维基活性炭纤维的制备方法，其特征在于，所述预氧化处理时间为1-6个小时。3.按权利要求1所述的高比表面积微孔竹纤维基活性炭纤维的制备方法，其特征在于，所述的高温碳化时间为0.5-4个小时。4.按权利要求1所述的高比表面积微孔竹纤维基活性炭纤维的制备方法，其特征在于，所述的活化处理时间为0.5-9个小时。5.按权利要求1所述的高比表面积微孔竹纤维基活性炭纤维的制备方法，其特征在于，所述的冷却至室温的降温速率为5‐20℃/每分钟。6.按权利要求1所述的高比表面积微孔竹纤维基活性炭纤维的制备方法，其特征在于，所述高温碳化处理的高温炉升温速率为2-20℃/每分钟。2CN104016343A说明书1/4页一种高比表面积微孔竹纤维基活性炭纤维的制备方法技术领域[0001]本发明属于利用生物质资源制备吸附材料技术领域的一种活性炭纤维的制备方法，特别涉及一种高比表面积微孔竹纤维基活性炭纤维的制备方法。背景技术[0002]活性炭纤维是继粉末活性炭和颗粒活性炭之后发展起来的第三代活性炭材料，与前两者相比具有优异的加工性能，易加工成毡、布、纸等多种形式，因此，活性炭纤维自七十年代问世以来，迅速在食品、医疗、环保、纺织、核能等行业取得了广泛的应用。目前制备活性炭纤维的前驱体主要有粘胶纤维、酚醛基纤维、聚丙烯腈纤维、沥青基纤维、聚乙烯醇基纤维、苯乙烯/烯烃共聚纤维和木质基纤维等，工业上使用的主要是前四种。用这些原料制备活性炭纤维存在能耗高、污染严重的问题。[0003]活性炭纤维的生产过程可以概括为：对各种有机纤维预处理，高温碳化除去非碳元素，再经活化处理形成活性炭纤维。原料自身，制备工艺的预处理温度、碳化温度、碳化时间、活化剂浓度、活化温度、活化时间对最终的活性炭纤维制品的比表面积以及孔隙结构都有很大的影响。公开号为CN101974846A的中国发明专利申请《一种竹炭基活性炭纤维的制备方法》：公开了一种利用竹炭纤维制备活性炭纤维的方法：竹炭纤维是将竹材经高温碳化粉碎得到竹炭粉，之后将竹炭粉和有机纤维混合通过纺丝制成的竹炭复合纤维，从本质上仍然属于利用有机纤维制备活性炭纤维的领域，存在能耗高、污染严重的问题；而竹纤维是从竹材中直接分离出来的纤维，是纯粹的天然绿色环保型纤维。专利CN1166541名为天然纤维基活性炭纤维的制备方法的专利，实际上仅限于剑麻纤维素材料，且比表面积偏低。专利CN102220665A利用棉短绒制备高比表面积活性炭纤维的方法