[发明专利]醛类树脂强化的超细碳纤维束的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种醛类树脂强化的超细碳纤维束的制备方法，用于制备DOC，POC，CSF和类似DPF的颗粒物后处理器的载体材料，也可以应用于SCR后处理器的载体材料。 

背景技术

对于汽车行业来讲，节能环保是当前全球面临的共同问题；尽管柴油机的燃油经济性比汽油机高，但是，由于柴油机的微粒的排放量是汽油机的20~70倍，因此，柴油机的应用受到一定的限制； 

汽车的污染物中，主要包括NOX和PM；大气中所有的颗粒物排放量，机动车的排放量占据总量的第3位，每年接近60万吨；

在机动车的颗粒物排放中，主要分布在颗粒尺寸为2.5~10μm的范围内，简称为PM2.5~PM10，这类颗粒对人类的危害对大，成为当前汽车尾气排放净化处理的重点；最近开始实施的北京国5标准，不仅更严格的限制PM2.5~PM10的排放数量，并规定了对所有的颗粒物个数PN的限制；可见，未来用于处理PM2.5~PM10的后处理技术和装备更加普遍；

目前，国内外用于处理PM2.5~PM10的都是采用DPF后处理器，这项技术被CORNING和NGK公司所垄断，昂贵的价格将成为制约在国内推广使用的因素，未来也会面临更多的市场和使用的问题；

DPF是一种用泡沫陶瓷作滤芯的柴油机排气微粒后处理器，滤芯中有不贯通孔使过滤面积增大，壁面上分布了大小不等的微孔，微孔径8~16μm，孔隙率40％~50％，通道宽度2~3mm，壁厚0.30~0.45mm；新鲜DPF样件对PM处理效果可达到95%；使用中的DPF微粒积累一定量后，后喷柴油燃烧加热，把已沉积在滤芯上的微粒烧掉，实现再生，理论上讲，DPF可长期有效；

颗粒过滤的机理是压紧效应、热效应和电效应的有机结合；利用载体对颗粒的截留和碰撞，以及颗粒自身的扩散和重力沉降的共同作用实现净化除去；其中，压紧效应是指基体上的稍微曲折的微孔，相当于滤饼和滤床的作用，当PM颗粒被迫通过这些微孔时被截流收集起来，达到过滤效果，这里，形成一定厚度的滤床最关键；热效应是指可以理解为等容热效应，当一个纳米颗粒尺寸的微粒处于较高温度条件下，热振动频率加快，布朗运动的轨迹更曲折，因而，增加了被截留的可能性；而电效应是指运动中物之间以及颗粒物和壁面之间的摩擦使之表面带有电荷，即使它可能通过了前面的大孔也有可能借助于静电作用被下一个稍大尺寸的孔所截留而滤去；

如何选用新材料和工艺，科学的设计过滤器的宏观结构和微观结构是重要的课题；

对颗粒过滤器的基本要求是具备较高过滤效率和较低排气阻力；颗粒过滤器的性能受过滤体结构参数及气流参数等众多因素影响，且过滤效率和排气阻力又往往存在相互矛盾和相互制约的折衷关系；颗粒过滤器结构参数中，颗粒过滤器长度、通道数、通道宽度和壁厚决定了过滤器的长度和横断面积，它们不仅会影响到颗粒过滤器的整体性能；增大颗粒过滤器长度和横断面积能有效提高颗粒过滤器的过滤效率和降低气流阻力，但受车辆的安装空间的限制；标准规定车辆的颗粒过滤器的最大气流阻力一般要控制在10kPa以下，此外，颗粒过滤器也必须满足机械强度、耐热应力冲击及制造工艺简便等特点；上述特性的必须依靠载体新材料来实现；