活性炭纤维也称纤维状活性炭是性能优于颗粒活性炭的高效吸附材料和环保工程材料.它是继粉末活性炭和粒状活性炭之后的第三种类型的活性吸附材料,是粒状活性炭的更新换代产品.活性炭纤维这个概念首次在1962年的美国专利中涉及,随即美,英,前苏联,特别是日本,成为研究和使用的大国,年产量近千吨.国内研究始于20世纪80年代末,到90年代中后期陆续出现工业化装置.在我国生产的活性炭纤维主要有两种:一种叫黏胶基活性炭纤维,另一种叫聚丙烯腈基活性炭纤维.活性炭纤维主要成分由碳原子组成.
活性炭纤维具有发达的比表面积和丰富的微孔径.一般活性炭纤维的比表面积可达1000m2/g—1600m2/g.目前国内外对AFC产品的开发和利用,主要针对其高效吸附,吸附容量大,吸附,脱附速度快,易再生,灰分少,耐酸,耐碱,具有良好的导电性能和化学稳定性等来进行.
一,医药与卫生方面
1,活性炭纤维对微生物及细菌有优良的吸附能力,对细菌的抑菌率可达96%—99%,对低浓度(百万分率级)吸附质仍有很高的吸附量.在医院,尤其在SARS病房中,设置空气净化器,可以用负压操作来实施,将活性炭纤维加工成活性炭纤维筒式滤芯来吸附.空气净化器能力设计成4L/min空气即能满足医院要求.此功能在国内尚未工业化
2,通常病毒的大小在几十纳米左右,普通的纱布口罩只用几小时就得换.因此,我们可以将活性炭纤维布制成活性炭纤维防护口罩,它除了具有防毒,滤菌功能外,还可以用于有机气体,农药,酸性挥发物等化工物质场所.活性炭纤维防护口罩能有效防止普通口罩不能起作用的5μm以下的飘尘和由呼吸道传播的多种病菌,适用于医疗,化工,皮革,环卫工人.
3,活性炭纤维用于医疗净化血液,病毒的过滤;作为急性解毒剂;制造肾脏,肝脏,我国应加大投入,开发完善其前沿功能.
二,军事与反恐领域
为了防护光气,沙林等多种有毒气体,可以将活性炭纤维毡或布与基布(棉布,迷彩布等)采用粘合的形式,制成一体.一方面保持活性炭纤维的高效吸附性能,同时也增强了强度.可以制成防护化学毒气的防毒衣,防毒面具,防毒帽.
三,水处理方面
目前我国已经能够成功地将活性炭纤维加工成活性炭纤维折叠筒式滤芯.滤芯规格为250mm—1000mm不等,配套直径68mm的不锈钢折叠滤器.水处理量0.2m3/h—0.8m3/h.设备体积比其他过滤设备更小型化,具有更大的过滤面积和过滤效果,还具有截留水中5μm以下颗粒的能力,过滤效果显著.此设备用于自来水,工业用水和工业纯水作为家用自来水净水器.利用活性炭纤维为主材料制成过滤滤芯,可制成筒式过滤器.可有效除氯,抗菌,去杂质,做到净化省水.此家用产品目前国内还没有,在日本及我国台湾市场已有产品出售.
四,家居及装修
1,目前,我国建筑装饰中,使用的家具油漆,复合木地板及黏结剂等,都含有挥发性有机化合物(如甲醛,甲苯),对人体有很大危害.我们可以根据活性炭纤维对有机气体的高度吸附性能,开发能够高效吸附这些危害气体的活性炭纤维薄膜,再将薄膜织进聚酯树脂中.此产品目前国内还没有开发.
2,活性炭纤维床垫.以活性炭纤维毡和滤网作为内芯,外层衬棉布,用于老年福利院,家庭,医院,轮船等场所,可以作为长期卧床病人,老年人,婴幼儿的保健保洁用品.能除湿,去异味,杀菌,保持居室空气清新,还能避免病人因长期卧床而易发生的褥疮.
3,活性炭纤维鞋垫.此产品能吸汗,杀菌,除臭,并有效防治脚癣,脚气.
4,活性炭纤维冰箱除味器或冰箱除味袋.利用ACF的高效活性吸附性能,以它作为内芯制成活性炭纤维冰箱除味器或冰箱除味袋,具有去除冰箱,冰柜内异味之功效,可反复使用.冰箱除味器(袋)在使用2个月后,将内芯置于阳光下暴晒2h—3h或用电吹风吹5min,即可脱附再生,恢复吸附功能
五,其他领域
我国目前对于活性炭纤维的研究大多处于实验室研究阶段,如何使其用于电极,电容领域A 用于贵金属的提炼和回收领域A 还要进一步努力研究与探讨.在科研实验研究领域A 活性炭纤维可作为气相色谱的固定相A 还可以作为惰性气体载体.
另外,采用活性炭纤维经氨水活化后,以脱除重金属汞,使含汞废水经处理后达到环保标准,同时回收汞,意义重大.利用活性炭纤维固相微萃取技术进行兴奋剂的检测,文献上也已报道.