利用輻射技術改性活性炭纖維的制備方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及輻射技術改性活性炭纖維的一種新的制備方法。
【背景技術】
[0002]活性炭纖維(Activated Carbon Fiber, ACF)作為一種理想的高效吸附材料.是在碳纖維技術和活性炭技術相結合的基礎上發(fā)展起來的，是繼粉狀和粒狀活性炭之后的第三代活性炭產(chǎn)品，它具有比表面積大，吸附速度快，易脫附等優(yōu)點，特別是在低濃度時仍比顆粒活性炭吸附效率高。它的微孔分布均勻，透氣性良好，可制成任意形狀的制品，能脫色脫臭，適用于溶劑回收裝置、空氣凈化器、凈水器、除臭氧過濾器、防毒口罩、醫(yī)用包扎繃帶、香煙過濾嘴、貴金屬回收裝置等。
[0003]輻射技術具有以下特點:(1)任何形狀的聚合物與單體都可使用，可以完成化學法難以進行的反應。(2)射線能量高，穿透能力強，反應可以深入到物質內部。(3)操作簡單易行，反應時間短，穩(wěn)定性高。不需交聯(lián)劑和引發(fā)劑，不需要進行后處理。
[0004]申請?zhí)?201310284996.9涉及一種超疏水活性炭纖維改性材料的制備方法，將活性炭纖維原料在活化爐中進行活化處理，將預處理后的活性炭纖維進行去離子處理并干燥備用，以道康寧SYLGARD184為原料對去離子處理后的活性炭纖維進行疏水處理。本發(fā)明提供的活性炭纖維改性材料的制備方法改善現(xiàn)有技術易造成活性炭纖維表面堵孔、簡單的負載在活性炭纖維表面容易造成低表面能物質的流失，影響疏水性的問題，制備過程簡單，耗材量小，制備條件溫和，儀器設備無特殊要求。
[0005]申請?zhí)?201310284947.5公開了一種活性炭纖維改性材料的制備方法及其應用，采用高溫水蒸汽活化法將活性炭纖維的孔徑調大，然后通過化學改性法對存在一定介孔的活性炭纖維進行改性處理，負載疏水劑，制備出的活性炭纖維改性材料，使其在高含水率條件下對二氯甲烷具有高效的吸附性能。本發(fā)明改性活性炭纖維材料的制備條件溫和，操作過程簡單，處理速度快。具有良好的穩(wěn)定性，循環(huán)利用過程中其吸附能力基本維持穩(wěn)定，經(jīng)濟又環(huán)保，并可廣泛用于其他有機溶劑的吸附回收，尤其適合在高濕度環(huán)境中對有機物的吸附。
[0006]本專利以以商業(yè)級活性炭纖維為原料，一定濃度的活化劑中浸潰，于200_800KGy輻照劑量下，得到改性活性炭纖維。制備方法是利用電子加速器的高能射線對于纖維進行輻射處理提高其負載功能團的能力，提高活性炭纖維對于特定有害物質的吸附能力。

【發(fā)明內容】

[0007]針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的是利用電子加速器的高能射線對于纖維進行輻射處理提高其負載功能團的能力，提高活性炭纖維對于特定有害物質的吸附能力。本發(fā)明的效果:(1)本發(fā)明所述的輻射技術改性活性炭纖維的方法，可以擺脫化學改性能耗大，不易于控制的難題；(2)本發(fā)明利用輻射的方式，更加節(jié)能減排，利于環(huán)保。
[0008]利用輻射技術改性活性炭纖維的制備方法，其特征是步驟如下: (1)將活性炭纖維，加入占總反應物質量百分比為2?30%的活化劑，將配好的反應原料裝入可塑封容器中，用氮氣置換三次后，塑封，以排除氧氣對反應的影響；
(2)開啟輻照裝置，在200-800KGy輻照劑量下，進行輻照加工；
(3)輻照反應結束后在真空烘箱于120?180°C，真空干燥1?2小時，降到室溫得改性活性炭纖維。
[0009]如權利要求1所述的利用輻射技術改性活性炭纖維的制備方法，其特征在于活性炭纖維的比表面積在1000-1500m2/g之間，優(yōu)選1100_1200mVg之間。
[0010]如權利要求1所述的利用輻射技術改性活性炭纖維的制備方法，其特征在于輻射介質包括但不限于:α射線、β射線、、射線、X射線、高能電子束或紫外線，優(yōu)選為高能電子加速器的高能電子束；輻射劑量為200-800KGy，優(yōu)選為200?400kGy。
[0011]如權利要求1所述的利用輻射技術改性活性炭纖維的制備方法，其特征在于活化劑為硝酸、硫酸、氫氧化鉀，硫酸鐵，硫酸錳等。
[0012]如權利要求1所述的用輻射技術改性活性炭纖維的制備方法，其特征在于組份和重量百分比含量如下:
活性炭纖維 30?97%，
活化劑 2?30%。
[0013]如權利要求1所述的方法，其特征在于所述的改性活性炭纖維吸附苯量為45-60wt%。
[0014]如權利要求1所述的方法，其特征在于所述的改性活性炭纖維吸附碘值1100_1300mg/g。
[0015]如權利要求1所述的方法，其特征在于所述的輻照時間在2分鐘至5分鐘之間。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的有益效果是:1)本發(fā)明選擇了一種新的利用輻射技術改性活性炭纖維的方式，該方式節(jié)能減排，利于環(huán)保；2)本發(fā)明利用電子加速器的高能射線對于纖維進行輻射處理提高其負載功能團的能力，提高活性炭纖維對于特定有害物質的吸附能力。
【具體實施方式】
[0017]下面用具體實施例來詳細說明本發(fā)明，但實施例并不限制本發(fā)明的范圍。
[0018]實施例1:在燒杯中，加入500g活性炭纖維，然后加入占總反應物質量百分比為5%的硝酸，將配好的反應原料裝入可塑封容器中，用氮氣置換三次后，塑封，輻照劑量200KGy下，輻照2分鐘后減壓蒸餾除去未反應硝酸，在150°C、-0.1MPa負壓下干燥2小時得改性活性炭纖維，活性炭纖維吸附苯量50 wt%，活性炭纖維吸附碘值1200mg/g。
[0019]實施例2:在燒杯中，加入500g活性炭纖維，然后加入占總反應物質量百分比為5%的硝酸，將配好的反應原料裝入可塑封容器中，用氮氣置換三次后，塑封，輻照劑量400KGy下，輻照2分鐘后減壓蒸餾除去未反應硝酸，在150°C、-0.1MPa負壓下干燥2小時得改性活性炭纖維，活性炭纖維吸附苯量46 wt%，活性炭纖維吸附碘值1000mg/g。
[0020]實施例3:在燒杯中，加入500g活性炭纖維，然后加入占總反應物質量百分比為10%的硝酸，將配好的反應原料裝入可塑封容器中，用氮氣置換三次后，塑封，輻照劑量200KGy下，輻照2分鐘后減壓蒸餾除去未反應硝酸，在150°C、-0.1MPa負壓下干燥2小時得改性活性炭纖維，活性炭纖維吸附苯量52 wt%，活性炭纖維吸附碘值1250mg/g。
[0021]比較例1:在燒杯中，加入500g活性炭纖維，然后加入占總反應物質量百分比為5%的硝酸，將配好的反應原料裝入可塑封容器中，用氮氣置換三次后，塑封，輻照劑量200KGy下，輻照5分鐘后減壓蒸餾除去未反應硝酸，在150°C、-0.1MPa負壓下干燥2小時得改性活性炭纖維，活性炭纖維吸附苯量48 wt%，活性炭纖維吸附碘值1160mg/g。
[0022]比較例2:在燒杯中，加入500g活性炭纖維，然后加入占總反應物質量百分比為15%的硝酸，將配好的反應原料裝入可塑封容器中，用氮氣置換三次后，塑封，輻照劑量400KGy下，輻照2分鐘后減壓蒸餾除去未反應硝酸，在150°C、-0.1MPa負壓下干燥2小時得改性活性炭纖維，活性炭纖維吸附苯量53 wt%，活性炭纖維吸附碘值1280mg/g。
[0023]從上述實施例和比較例中可以看出，通過選擇合適的硝酸單體用量，改變輻照劑量、改變輻照時間等條件，可以制備對于特定有害物質的吸附能力的改性活性炭纖維，以滿足活性炭纖維更加節(jié)能減排、利于環(huán)保的需求。
【主權項】
1.利用輻射技術改性活性炭纖維的制備方法，其特征是步驟如下: (1)將活性炭纖維，加入占總反應物質量百分比為2?30%的活化劑，將配好的反應原料裝入可塑封容器中，用氮氣置換三次后，塑封，以排除氧氣對反應的影響； (2)開啟輻照裝置，在200-800KGy輻照劑量下，進行輻照加工； (3)輻照反應結束后在真空烘箱于120?180°C，真空干燥1?2小時，降到室溫得改性活性炭纖維。2.如權利要求1所述的利用輻射技術改性活性炭纖維的制備方法，其特征在于活性炭纖維的比表面積在1000-1500m2/g之間，優(yōu)選1100_1200mVg之間。3.如權利要求1所述的利用輻射技術改性活性炭纖維的制備方法，其特征在于輻射介質包括但不限于:α射線、β射線、Υ射線、X射線、高能電子束或紫外線，優(yōu)選為高能電子加速器的高能電子束；輻射劑量為200-800KGy，優(yōu)選為200?400kGy。4.如權利要求1所述的利用輻射技術改性活性炭纖維的制備方法，其特征在于活化劑為硝酸、硫酸、氫氧化鉀，硫酸鐵，硫酸錳等。5.如權利要求1所述的用輻射技術改性活性炭纖維的制備方法，其特征在于組份和重量百分比含量如下: 活性炭纖維 30?97%， 活化劑 2?30%。6.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述的改性活性炭纖維吸附苯量為45-60Wt%。7.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述的改性活性炭纖維吸附碘值1100-1300mg/go8.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述的輻照時間在2分鐘至5分鐘之間。
【專利摘要】本發(fā)明屬于利用輻射技術改性活性炭纖維的制備方法。該方法以商業(yè)級活性炭纖維為原料，一定濃度的活化劑中浸漬，于200-800KGy輻照劑量下，得到改性活性炭纖維。制備方法是利用高能射線對于纖維進行輻射處理提高其負載功能團的能力，提高活性炭纖維對于特定有害物質的吸附能力。本發(fā)明的效果：(1)本發(fā)明所述的輻射技術改性活性炭纖維的方法，可以擺脫化學改性能耗大，不易于控制的難題；(2)本發(fā)明利用輻射的方式，更加節(jié)能減排，利于環(huán)保。
【IPC分類】D06M10/06
【公開號】CN105369588
【申請?zhí)枴緾N201410385686
【發(fā)明人】劉偉, 郝建鋼, 周慶, 竇以紅, 孔祥山
【申請人】天津市技術物理研究所
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2014年8月7日