活性炭高新技術企業活性炭産學研合作基地

全國免費咨詢熱線:400-000-1319

聯系我們
全國服務熱線:400-000-1319

電話:13570151199

傳真:020-39972520

郵箱:hanyancarbon@hyhxt.net

地址:广州市番禺区 南村镇兴业大道自编工业园M区1号

當前位置:首頁 » 新聞動態 » 行業新聞
活性炭在甲苯濾芯纖維中的吸附特性
文章作者:韩研网络部 更新时间:2021-8-19 16:10:31

  大量工人在比較嚴酷的環境中工作,正確的使用呼吸防護器材可以防止會影響健康的空氣汙染物。一般空氣濾芯中使用的是顆粒活性炭是目前用于抵抗各種氣體和蒸汽(包括揮發性有機化合物(VOC))的標准吸附劑,因爲其成本低、效率高且技術可用被大量使用。因爲,其顆粒形式活性炭需要密封(即,在盒或罐中),這會增加空氣淨化呼吸器的重量和體積,以及活性炭本身的重量,所以需要改進這些問題。

  活性炭纖維是從各種前體的聚合纖維碳化和活化中獲得的,由于其較大的表面積,被認爲是開發更薄、重量輕、效果好的VOC防護的替代吸附劑,與顆粒活性炭相比,吸附能力更高,臨界床深度更低,微孔數量更多,重量更輕,並且具有自含式織物形式。纖維化的活性炭小纖維直徑允許均勻的纖維活化,導致活性炭在微孔範圍內的孔徑分布較窄。與更複雜的活性炭多孔網絡(即,大孔分支爲中孔,然後爲微孔)不同,活性炭纖維的微孔可通過被吸附物直接從纖維表面進入,從而産生更快的吸附動力學。也可以很好地從氣體流中捕獲各種濃度的VOC。

  活性纖維濾芯的結構特性

  活性炭材料的結構特性,包括編織類型、厚度、密度、BET表面積和微孔率。非織造纖維型比織造活性炭型厚2至4.5倍,但密度不如活性炭,使毛氈型具有海綿狀外貌。活性炭纖維材料的BET表面積都很大,微孔面積也比較大。平均微孔面積百分比範圍爲83.9%至93.2%,平均孔徑範圍爲1.59至1.70nm(<2nm),表明活性炭材料主要是微孔的。BET表面积与微孔面积(r=0.997)呈强正相关,但与微孔面积百分比(r=-0.982)呈强负相关。活性炭材料中纤维的组织显示在SEM图像中200倍放大倍数下,毛毡型显示随机排列的松散无纺纤维,而布料型显示紧密编织的纤维,外观更致密(图1)。

  圖1:200倍放大倍數下活性炭纖維的SEM圖像。活性炭毛氈類型和布型。

  甲苯濃度對突破時間的影響

  本研究研究了甲苯濃度對穿透曲線的影響。圖2展示了活性炭濾芯1和活性炭濾芯2小柱在五種甲苯濃度下的穿透曲線。隨著甲苯濃度降低,甲苯通過活性炭纖維濾芯的穿透時間增加,而不管濾芯中活性炭纖維密度的差異(圖2)。這種濃縮效應是預料之中的,因爲較低的甲苯濃度意味著較少的甲苯分子吸附到活性炭上並穿過活性炭纖維床層深度,從而需要更長的時間才能發生突破。

  圖2:(a)活性炭濾芯1和(b)6小柱類型的突破曲線(按甲苯濃度),穿透時間與不同小柱類型的甲苯濃度的函數關系。

  然而,穿透時間的這種增加與甲苯濃度不是線性的。觀察到較低甲苯濃度下的穿透時間增加大于較高濃度下的穿透時間,即使在甲苯濃度的相同比例變化下也是如此。例如,對于活性炭1和6小柱,從100ppm甲苯到300ppm甲苯的穿透時間增加比從300ppm甲苯到500ppm甲苯的時間增加要大,盡管濃度增加了200ppm(圖2ab)。所有小柱類型的穿透時間(10%、50%和5ppm)和甲苯濃度之間都存在這種非線性關系。如圖2下部分所示。在之前的活性炭纖維研究中發現了類似的結果,該研究涉及針對用于呼吸器應用的甲苯測試活性炭樣品。這一發現表明,在較低甲苯濃度下,活性炭濾芯可能更有效地提供更長的使用壽命,這可能歸因于活性炭吸附劑的微孔性,因爲活性炭中的微孔主要負責在低濃度下增強蒸汽吸附。環境濃度和良好地填充在低濃度下,由于與相對的孔壁的緊密接近相關聯的引力的重疊。在低濃度下的吸附量取決于吸附劑的孔徑分布,特別是它的微孔率,這在低濃度下允許更高的吸附容量。有證據表明,活性炭纖維材料中的窄微孔在優化低濃度VOC吸附方面的重要性。

  活性炭在甲苯濾芯纖維中的吸附特性,活性炭纤维是一种替代吸附剂,可用于开发更薄、更轻、更适用的呼吸器滤芯,但其吸附特性需要进一步研究。这项研究的结果显示了活性炭纤维呼吸器滤芯可以针对空气中的甲苯和其他潜在的VOC提供的呼吸保护程度。含有致密活性炭毛毡类型的滤芯具有较长的穿透时间(例如,250–270分钟至5ppm的穿透时间),因此提供长期的甲苯保护时间​​。尽管活性炭布类型以前被证明具有良好的吸附特性(即,高吸附能力和长穿透时间),将布与毛毡型的活性炭滤芯结合并没有显着增加穿透时间。因此,鉴于其缺点之一是高压降,无需在活性炭滤芯中使用布来改善吸附。使用密度合适的毡类型活性炭纤维在甲苯滤芯中就足够了。

文章標簽:椰殼活性炭,果殼活性炭,煤質活性炭,木質活性炭,蜂窩活性炭,淨水活性炭.

本文鏈接:/hangye/hy1027.html

查看更多分類請點擊:公司資訊    行業新聞    媒體報導    百科知識