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| 一、活性炭纖維的發展及回顧 |
作為粉狀、粒狀之后第三種形態活性炭(AC)的活性炭纖維(ACF)，其開發生產已近三十多年。三十年來，這一材料在前驅體的擴大、生產技術的改進、應用面的推廣等不同方面在國內外都有很大的發展。根據相關資料介紹，美國地區1998年的時候ACF的售價竟然高達220美元左右，大約合人民幣1800元。日本當時可謂是ACF的生產大國，但與其它形態的活性炭(AC)相比，其生產和需要量可說是微乎其微例如日本目前粉狀和粒狀AC每年需要量約為10萬噸，而ACF 的量僅為300噸左右。在1994年的時候曾報導其主要廠家的生產能力就已達700噸/年。1998年左右期間，日本AC的市場售價粉末狀每公斤450-500日元，粒狀為450-650日元，ACF則隨原料、質量和形態(氈、墊、布、纖維等)的不同，價格各異，其平均值大致為每公斤3000-8000日元口 (約合人民幣200-550元)。盡管日本當時制造ACF的公司不超過10家，但利用ACF的后續產品廠家(如溶劑回收、凈化器、空氣凈化器等廠家)估計在200家以上。日本的ACF已成熟地應用于不同規模的溶劑回收裝置中，是ACF的主要工業制品用戶。其實，活性炭纖維(activated carbon fiber，ACF)亦稱纖維狀活性炭，是性能優于活性炭的一種多孔性纖維吸附材料和環保工程材料，其超過50%的碳原子位于內、外表面，構筑成獨特的吸附結構，被稱為表面性固體。它還具有強度較高、耐高溫、不宜粉化、加工成型性好等特點，可制成氈、布、紙等不同的性狀，以及耐酸和堿腐蝕、可再生、對環境友好的特性。這些結構特性使活性炭纖維具有廣譜的吸附性能、大的吸附容量和更快的吸附和脫附速度，使得其一問世就得到人們的廣泛關注和深入研究。
早在1962年期間，美國專利首次涉及到ACF技術，Abbott以粘膠纖維為原料。進行炭化和活化等處理后成功地制成了ACF；同年，日本進藤以特種聚丙烯腈為原料，制得PAN基ACF。1972年，Arons和Macnair以酚醛為原料制得ACF；1975年，東洋紡織公司制成高性能粘膠基ACF和再生ACF；1983年，日本炭素公司和尤尼吉卡公司開發生產瀝青基ACF；1977年，商品粘膠(纖維素)基ACF問世。其后聚丙烯腈(PAN)基、酚醛基、瀝青基相繼實現工業化生產。日本是開發ACF最早的國家。日本的東洋紡織公司于1975年實現了工業化生產。在20世紀70年代，己開始應用有機物碳化技術的成果，由于順應環境保護等的要求得以發展，受到各國開發研究人員的密切關注，現已成為當代世界開發的熱點項目之一，并由此進入工業化的發展時期，總產能力為1000噸/年。其實，活性炭纖維(Activated Carbon Fiber，ACF)也是20世紀70年代后期在高性能碳纖維基礎上發展起來的一種新型高效活性吸附材料和環保工程材料,是在碳纖維技術和活性炭技術相結合的基礎上發展起來的，繼粉狀和粒狀活性炭(Granular Activated Carbon，GAC)之后的第三代活性炭產品。ACF具有比表面積大，微孔含量豐富，孔徑分布窄，吸脫附速度快，再生能力強，而且導電、熱膨脹系數小，耐腐蝕，吸附性能和吸附動力學行為比活性炭AC更優異，目前已廣泛應用于環保、電子、醫用衛生、化工等領域。20世紀80年代，我國上海紡織科學研究院、中國紡織大學、中山大學和中國科學院山西煤炭化學研究所、復旦大學、天津工業大學、天津大學、吉林工學院等單位也開展了ACF的研究工作。90年代以來，我國在ACF的研究和生產方面也取得了很大進步，ACF的生產能力已達數百噸。 |
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