一種新型負離子自清潔活性碳纖維制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種新型負離子自清潔活性碳纖維制作方法，包括如下步驟：在普通植物纖維素纖維漿粕中加入納米二氧化鈦粉；同時在普通植物纖維素纖維漿粕中加入納米電氣石粉體；將添加好二氧化鈦粉和納米電氣石粉體的漿粕按照傳統(tǒng)工藝成長絲或者短絲；將功能性長絲紡織成植物纖維素布，短絲針刺成毛氈或者是無紡布形式；將做好的植物纖維素布和毛氈或者是無紡布進行功能纖維碳化和活化納米開孔處理，得到新型納米活性碳纖維。本發(fā)明在制作納米活性碳纖維過程中加入可以產(chǎn)生負離子的納米電氣石粉和具有光催化作用的納米二氧化鈦粉得到具有高過濾吸附、具有遠紅外功能和能釋放負離子以及可以催化分解表面附著有機體的新型活性碳纖維。
【專利說明】一種新型負離子自清潔活性碳纖維制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明具體涉及一種新型負離子自清潔活性碳纖維制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]ACF納米活性碳纖維是一種表面納米粒子，具有不規(guī)則的結(jié)構(gòu)與納米空間混合的體系。其纖維直徑細，與被吸附物的接觸面積大，且可以均勻接觸與吸附，使吸附材料得以充分利用。效率高，且具有纖維、氈、布和紙等各種纖細的表態(tài)，孔隙直接開口在纖維表面，其吸附質(zhì)到達吸附位的擴散路徑短，且本身的外表面積較內(nèi)表面積高出兩個數(shù)量級。具有微孔形結(jié)構(gòu)，微孔半徑在2nm以下，其孔徑分布窄，特殊的細孔呈單分散分布，由不同尺寸的微細孔隙組成其結(jié)構(gòu)，并且中孔、小孔擴散呈現(xiàn)出多分散型分布，在各細孔結(jié)構(gòu)中的差別較大，其主要原因在于原料的不同。在ACF中無大孔，只有少量的過渡孔，微孔分布在纖維表面，其吸附速率快，ACF絲束的空間起大孔作用，對氣相與液相物質(zhì)具有較好的吸附作用，其外比表面積大，吸脫速度快，為粒徑活性炭10?100倍。隨著比表面積增大，細孔的平均孔徑隨之增大，細孔容積增加，在細孔內(nèi)發(fā)生吸附后充填細孔內(nèi)。其比表面積增大吸附容量大，為粒狀活性炭的10倍，可吸附處理低濃度廢氣或具有高活性的物質(zhì)。ACF的體積密度小，濾阻小、可吸附粘度較大的液態(tài)物質(zhì)，且動力損耗小。ACF固體表面原子呈不飽和結(jié)構(gòu)，具有獨特的表面化學性能，微晶在燃燒溫度低時易與氧化介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成氧化產(chǎn)物，主要有羧基、酚基、醌基等含氧基團，及含硫基、氮元素、鹵素等官能團。其表面酸性與吸附平衡有密切的關(guān)系。按照國際純粹與應(yīng)用化學聯(lián)合會(IUPAC)的分類標準，吸附劑的細孔分為三類:孔徑大于50nm的為大孔，2nm?50nm的為中孔,0.8nm?2nm的為微孔以及小于0.Snm的為亞微孔。ACF的孔主要是亂層結(jié)構(gòu)炭和石墨微晶形成的微孔。微孔的大量存在使ACF的表面積增大，同時也使其吸附量提高。吸附劑中的大孔是作為被吸附分子到達吸附位的通道，它控制著吸附速度；ACF其纖維直徑一般在IOnm?13nm、外表面積大、微孔豐富且分布窄、易于與吸附質(zhì)接觸、擴散阻力小，所以其吸脫附速度快，有利于吸附分離。而且，可以根據(jù)需要制成氈、布、紙等各種形態(tài)，適應(yīng)于多種用途。ACF是由CF活化而成。CF為多晶亂層石墨結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)化成ACF后，結(jié)構(gòu)基元不變化。ACF是非均勻性的多相結(jié)構(gòu)，由于高溫水蒸氣將部分原子脫去后形成微孔結(jié)構(gòu)使之生成羧基、羰基等含氧活性基團，使其表面的酸性增加。比表面積約為I 200m / g，遠大于CF，在苛刻條件下活化時可達3000m / g。ACF為分布狹窄單一孔徑的微孔結(jié)構(gòu)，其孔可以產(chǎn)生毛細管的凝聚作用。由于具有微孔，其吸附、脫附速率遠大于兩個數(shù)量級，吸附量大。在填充床中流體的床層阻力小?？勺鳛榇呋瘎┡c催化劑載體使用在ACF分子內(nèi)的痕量雜原子為磷、氮、氯等。在活化時，部分雜原子被脫去后，表面的雜質(zhì)大大減少。由于活化中氧化氣體的作用，表面含氧基團增強，主要有酸性基團，如羧基等。中性基完備如羰基、內(nèi)酯基等。堿性基團有過氧化基等。ACF會因活化的方法不同，而生成不同表面含氧基與表面酸堿性不同的產(chǎn)物。在水的作用下，其氧化還原能力更強。由于水的存在可以使一些基團氧化成羥基。由此在表面含氧基團數(shù)目增加后，表面氧化還原容量增大。近年來，隨著人類環(huán)保意識的不斷加強，對于生存的環(huán)境，特別是對空氣、水等凈化密切相關(guān)的活性炭等環(huán)保材料的性能要求越來越高，粒狀或粉狀活性炭已能很好滿足使用要求。
[0003]傳統(tǒng)的活性炭是一種粒狀或粉狀的炭材，自20世紀初實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)以來，在分離及凈化水及其它液體的除臭、凈化等方面得到廣泛應(yīng)用。粒狀或粉狀的結(jié)構(gòu)，它的吸附速度較慢，分離效率不高，特別是它的物理形態(tài)在應(yīng)用時有許多不便，限制了應(yīng)用范圍。ACF孔徑小且分布窄，吸附速度快，吸附量大，容易再生。與粉狀(5nm?30nm)活性炭相比，ACF在使用過程中產(chǎn)生的微粉塵少，可制成紗、線、織物、氈等多種形態(tài)的制品，使用時更加靈活方便。ACF被認為是21世紀最優(yōu)秀的環(huán)保材料之一，在氣體和液體凈化、有害氣體及液體吸附處理、溶劑回收、功能電極材料等方面已得到成功應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:本發(fā)明提供一種新型負離子自清潔活性碳纖維制作方法。
[0005]技術(shù)方案:一種新型負離子自清潔活性碳纖維制作方法，包括如下步驟:
(1)、在普通植物纖維素纖維漿柏中加入納米二氧化鈦粉，施加量是植物纖維素凈重的
0.1-20% ；
同時在普通植物纖維素纖維漿柏中加入納米電氣石粉體，施加量是植物纖維素凈重的
0.1-20% ；
將添加好二氧化鈦粉和納米電氣石粉體的漿柏按照傳統(tǒng)工藝成長絲或者短絲；
(2)、將功能性長絲紡織成植物纖維素布，短絲針刺成毛氈或者是無紡布形式；
(3)、將做好的植物纖維素布，毛氈或者是無紡布進行功能纖維碳化和活化納米開孔處理，得到具有可釋放負離子和具有光催化作用的新型納米活性碳纖維。
[0006]作為優(yōu)化:所述步驟(I)中加入的納米二氧化鈦粉的粉體直徑為3-100納米。
[0007]作為優(yōu)化:所述步驟(I)中納米二氧化鈦粉的施加量作為優(yōu)選是植物纖維素凈重的 0.5—2%。
[0008]作為優(yōu)化:所述步驟(I)中加入的納米電氣石粉體的粉體直徑為20-1000納米。
[0009]作為優(yōu)化:所述步驟(I)中納米電氣石粉體的施加量作為優(yōu)選是植物纖維素凈重的 0.5—2%。
[0010]有益效果:本發(fā)明是在制作納米活性碳纖維過程中加入可以產(chǎn)生負離子的納米電氣石粉和具有光催化作用的納米二氧化鈦粉得到具有高過濾吸附、具有遠紅外功能和能釋放負離子以及可以催化分解表面附著有機體的新型活性碳纖維。
[0011]由于納米活性碳纖維具有高強吸附性，可以有效的吸附室內(nèi)有害氣體。而且有很好的易脫附性一只要在室外晾曬就可以脫附吸附的有害氣體。而且納米活性碳纖維具有很好的遠紅外功能。本專利是在制作納米活性碳纖維過程中加入可以產(chǎn)生負離子的納米電氣石粉和具有光催化作用的納米二氧化鈦粉得到具有高過濾吸附、具有遠紅外功能和能釋放負離子以及可以催化分解表面附著有機體的新型活性碳纖維。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細闡述。
[0013]具體實施例1: 一種新型負離子自清潔活性碳纖維制作方法，包括如下步驟:
(1)、在普通植物纖維素纖維漿柏中加入納米二氧化鈦粉，粉體直徑為3納米，施加量是植物纖維素凈重的0.1% ；
同時在普通植物纖維素纖維漿柏中加入納米電氣石粉體，粉體直徑為20納米，施加量是植物纖維素凈重的0.1% ；
將添加好二氧化鈦粉和納米電氣石粉體的漿柏按照傳統(tǒng)工藝成長絲；
(2)、將功能性長絲紡織成植物纖維素布；
(3)、將做好的植物纖維素布進行功能纖維碳化和活化納米開孔處理，得到具有可釋放負離子和具有光催化作用的新型納米活性碳纖維。
[0014]具體實施例2:
一種新型負離子自清潔活性碳纖維制作方法，包括如下步驟:
(1)、在普通植物纖維素纖維漿柏中加入納米二氧化鈦粉，粉體直徑為100納米，施加量是植物纖維素凈重的20% ；
同時在普通植物纖維素纖維漿柏中加入納米電氣石粉體，粉體直徑為1000納米，施加量是植物纖維素凈重的20% ；
將添加好二氧化鈦粉和納米電氣石粉體的漿柏按照傳統(tǒng)工藝成短絲；
(2)、將功能性短絲針刺成毛氈；
(3)、將做好的毛氈進行功能纖維碳化和活化納米開孔處理，得到具有可釋放負離子和具有光催化作用的新型納米活性碳纖維。
[0015]具體實施例3:
一種新型負離子自清潔活性碳纖維制作方法，包括如下步驟:
(1)、在普通植物纖維素纖維漿柏中加入納米二氧化鈦粉，粉體直徑為3納米，施加量是植物纖維素凈重的0.5% ；
同時在普通植物纖維素纖維漿柏中加入納米電氣石粉體，粉體直徑為20納米，施加量是植物纖維素凈重的0.5% ；
將添加好二氧化鈦粉和納米電氣石粉體的漿柏按照傳統(tǒng)工藝成長絲、短絲；
(2)、將功能性長絲紡織成植物纖維素布，短絲針刺成毛氈；
(3)、將做好的植物纖維素布和毛氈進行功能纖維碳化和活化納米開孔處理，得到具有可釋放負離子和具有光催化作用的新型納米活性碳纖維。
[0016]具體實施例4:
一種新型負離子自清潔活性碳纖維制作方法，包括如下步驟:
(1)、在普通植物纖維素纖維漿柏中加入納米二氧化鈦粉，粉體直徑為100納米，施加量是植物纖維素凈重的2% ；
同時在普通植物纖維素纖維漿柏中加入納米電氣石粉體，粉體直徑為1000納米，施加量是植物纖維素凈重的2% ；
將添加好二氧化鈦粉和納米電氣石粉體的漿柏按照傳統(tǒng)工藝成長絲、短絲；
(2)、將功能性長絲紡織成植物纖維素布，短絲針刺成無紡布形式；
(3)、將做好的植物纖維素布和無紡布進行功能纖維碳化和活化納米開孔處理，得到具有可釋放負離子和具有光催化作用的新型納米活性碳纖維。
【權(quán)利要求】
1.一種新型負離子自清潔活性碳纖維制作方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)、在普通植物纖維素纖維漿柏中加入納米二氧化鈦粉，施加量是植物纖維素凈重的0.1-20% ； 同時在普通植物纖維素纖維漿柏中加入納米電氣石粉體，施加量是植物纖維素凈重的0.1-20% ； 將添加好二氧化鈦粉和納米電氣石粉體的漿柏按照傳統(tǒng)工藝成長絲或者短絲； (2)、將功能性長絲紡織成植物纖維素布，短絲針刺成毛氈或者是無紡布形式； (3)、將做好的植物纖維素布，毛氈或者是無紡布進行功能纖維碳化和活化納米開孔處理，得到具有可釋放負離子和具有光催化作用的新型納米活性碳纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的新型負離子自清潔活性碳纖維制作方法，其特征在于:所述步驟(I)中加入的納米二氧化鈦粉的粉體直徑為3-100納米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的新型負離子自清潔活性碳纖維制作方法，其特征在于:所述步驟(I)中納米二氧化鈦粉的施加量作為優(yōu)選是植物纖維素凈重的0.5 — 2%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的新型負離子自清潔活性碳纖維制作方法，其特征在于:所述步驟(I)中加入的納米電氣石粉體的粉體直徑為20-1000納米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的新型負離子自清潔活性碳纖維制作方法，其特征在于:所述步驟(I)中納米電氣石粉體的施加量作為優(yōu)選是植物纖維素凈重的0.5 — 2%。
【文檔編號】D01F1/10GK103846077SQ201410112685
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】汪明星, 陳永兵 申請人:紫羅蘭家紡科技股份有限公司