[发明专利]活性碳纤维的制造方法

说明书

本发明是关于活性炭纤维的制造方法。

目前，工业生产活性炭纤维有两种方法，一种是间歇式，即原料纤维在电炉中按一定的升温速度由室温升至300℃进行活化处理，再按一定的升温速度升温至900℃进行活化处理，然后降至室温取出活性炭纤维，这样按照一定的周期升降温，热量损失大，炉子容易损坏，生产效率也低。另一种是连续通纤维的连续式，这种方式热量损失小，不浪费时间，生产效率高，但设备投资大，技术难度高。

本发明的目的是提供一种利用间歇式生产活性炭纤维的设备进行连续生产活性炭纤维的方法。本方法投资小，操作容易简便，可以有效地降低电耗，提高活性炭纤维的生产能力。另外本方法制造的活性炭纤维质地柔软，强度高，吸附能力也高。

本发明的目的是这样实现的：原料纤维浸渍磷酸·尿素缩合水溶液后拧干，在恒温干燥箱中烘干，然后装入不锈钢炉胆内，在氮气氛下将炉胆直接放入250-350℃恒温电炉中，进行耐热化处理。纤维减损率为45%以上，抽出炉胆，冷却至250℃以下取出成耐燃纤维，同时将已装好纤维的另一个不锈钢炉胆放入该电炉中，在同样条件下进行耐热化处理，实现耐热化处理的连续化。将耐燃纤维装入不锈钢炉胆内，在氮气氛下放入800-1000℃恒温电炉中，导入水蒸汽进行活化处理。纤维减损率为65-95%，抽出炉胆冷却至300℃以下，取出成活性炭纤维，同时将已装好耐燃纤维的不锈钢炉胆放入该电炉中，同样条件下进行活化处理，实现活化处理的连续化。

本发明的使用原料纤维可以是粘胶纤维，纤维素纤维或木质素纤维。原料纤维的形状可以纤维束状、纤维网状、毡状或织物状等。

本发明使用的磷酸·尿素缩合物是1摩尔磷酸加0.5-1.2摩尔尿素，加热到100-140℃，使之进行反应，至生成物的5%水溶液PH值达到3-8为止，然后配制成5-20%水溶液。

本发明耐热化处理和活化处理使用的不锈钢炉胆为有进气口和出气口并可保持高温密封的不锈钢容器。炉胆材料为1Cr18Ni9Ti。

耐热化处理温度为250-350℃，最好250-300℃，纤维损减量在45%以上，最好45-55%。活化温度为800-1000℃，最好850-950℃，水蒸汽含量在10%以上（水蒸汽以外的气体为氮气、氩气等），纤维减损量为65-95%，最好70-85%。

本发明耐热化处理和活化处理使用的电炉可以是马福炉、热处理炉等。

本发明的方法与其它方法相比，得到的活性炭纤维吸附能力高（参照实施例），质地柔软，强度高，特别是可以连续生产是本发明的特长。

实施例：

以85%的磷酸为100%（重量，以下同），加尿素52%混合，加热到110-130℃，使之发生反应，除去发生的气体和水蒸汽，1小时后反应混合物PH值（5%水溶液）达到4，停止加热自然冷却，用生成物配制成10%水溶液，将毡状粘胶纤维浸入溶液中30分钟后拧干，100℃干燥30分钟，然后将纤维装入不锈钢炉胆内放入300℃马福炉中，氮气氛中恒温30分钟，抽出炉胆冷却至250℃以下，取出耐燃纤维，减损量为47%，将耐燃纤维装入不锈钢炉胆内，放入900℃马福炉中，导入体积比为1∶1的氮气和水蒸汽，恒温1小时30分钟后抽出炉胆，冷却至300℃以下，取出活性炭纤维，减损量为85%，碘吸附值为1300mg/g。

图1为生产工艺流程图