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    随着经济的发展,人们对环境污染问题的重视程度及室内空气品质要求的不断提高,传统的只对可吸入颗粒物起作用的空气过滤器已经不能满足人们的要求,于是化学过滤器便应运而生,这是因为它可以清除空气中的气体污染物。随着工业的发展和城市的不断扩大,我们身边有害气体的浓度也在增加,而人们对空气的洁净度要求却在逐年提高,于是人们对化学过滤器的需求量也就在逐年增加。

    化学过滤器是有选择的吸附有害气体分子,而不是像普通过滤器那样机械地清除杂质。在通风和空调领域,化学过滤器使用活性碳作为主要过滤材料。

    活性碳材料中有大量肉眼看不见的微孔,其中绝大部分微孔的孔径在5~500Å(1Å=1×10-10m)之间,单位材料中微孔的内部总比表面积可高达700~2300㎡/g。通常1g固体所占有的总表面积为该物质的比表面积,其单位为㎡/g。一般来说,比表面积大,活性大的多孔物质,其吸附能力强。

什么是活性碳?

    活性碳(AC-activated carbon)是一种具有多孔结构和大的内部比表面积的材料。由于其大的比表面积、微孔结构、高的吸附能力和很高的表面活性而成为独特的多功能吸附剂,且其价廉易得,部分还可再生活化,同时它可有效去除废水、废气中的大部分有机物和某些无机物,所以它被世界各国广泛地应用于污水及废气的处理、空气净化、回收稀有金属及溶剂等环境保护和资源回收等领域。

    活性碳分为粒状活性碳、粉末活性碳及活性碳纤维,但是由于粉末活性碳有二次污染且不能再生赋活而被限制利用。

什么是粒状活性碳?

    粒状活性碳(GAC-granular activated carbon)的85%~90%用于水处理和气体吸附处理,它的粒径为500~5000μm,GAC的孔结构一般是具有三分散态的孔分布,既具有按国际纯粹与应用化学会(IUPAC)分类的孔径大于50 nm的大孔,也有2。0~50nm的中孔(过渡孔)和小于2。0nm的微孔。

    由于GAC的孔状结构所致,它的吸附速度较慢,分离率不高,特别是它的物理形态使其在应用和操作上的有诸多不便,限制了GAC的应用范围。

什么是活性碳纤维?

    活性碳纤维(ACF-activated carbon fiber)是继粉状与粒状活性碳之后的第三代活性碳产品。70年代发展起来的活性碳纤维是随着碳纤维工业发展起来的一种新型,高效的吸附剂。

    ACF是多孔碳家族中具有独特性能的一员,与传统的粒状活性碳(GAC)相比,ACF具有以下特点:

① ACF与GAC的孔结构有很大的差异,ACF的孔分布基本上呈单分散态,主要由小于2。0nm的微孔组成,且孔口直接开口在纤维表面,其吸附质到达吸附位的扩散路径短,纤维直径细,故与被吸附物质的接触面积大,增加了吸附几率,且可均匀接触。

② 表面积大,最大可达2500㎡/g,约是GAC的10~100倍;吸附容量大,约是GAC的1.5~100倍;吸附能力为GAC的400倍以上;吸附、脱附速度快,ACF对气体的吸附数10秒至数分钟可达平衡。

③ 孔径分布范围窄,绝大多数孔径在100Å(1Å=1×10-10m)以下,GAC的内部结构有微孔、过渡孔和大孔之分,而ACF的结构只有微孔及少量的过渡孔,没有大孔,并且孔径均匀,分布比较狭窄,为0.1~1nm,这是ACF吸附选择性较好的原因。

④ ACF不仅对高浓度吸附质的吸附能力明显,对低浓度吸附质的吸附能力也特别优异,如当甲苯气体含量低到10ppm(1ppm=1×10-6,即百万分之一)以下时,ACF还能对其吸附,而GAC必须高于100ppm时方能吸附;

⑤ 耐热、耐酸碱;具有很强的氧化还原特性,可将高价金属离子还原为低价态;

⑥ 体积密度小, 滤阻小,约是GAC的1/3。可吸附粘度较大的液体物质,且动力损耗小.而且ACF易再生,工艺灵活性大(可制成纱、布、毡和纸等多种制品);以及不易粉化和沉降等特征,这些特征有利于吸附和脱附,使得ACF对各种有机化合物具有较大的吸附量和较快的吸、脱附速度。

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