[发明专利]一种高温含尘气体过滤用碳纤维的制备方法

摘要

本发明涉及一种高温含尘气体过滤用碳纤维的制备方法，属于大气污染治理除尘技术领域。针对袋式除尘器中所用过滤介质在高温、强腐蚀性的含尘气体中容易发生热缩、降解、氧化等现象而无法使用的问题，本发明提供了一种高温含尘气体过滤用碳纤维的制备方法，本发明用聚丙烯腈基碳纤维作为滤材原料，经丙酮萃取，硝酸酸洗除杂后，用碳纳米管静电喷射在碳纤维表面，将碳纳米管植入碳纤维的表面结构缺陷中，提高碳纤维的拉伸强度后，再将碳纤维浸泡于掺杂烧结剂硫酸铜和硼酸的二氧化钛凝胶中，取出，高温烧结，在碳纤维表面形成致密化的二氧化钛抗氧化涂层，制得高温含尘气体过滤用碳纤维。

主权项

一种高温含尘气体过滤用碳纤维的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取聚丙烯腈基碳纤维10~15g，将其浸泡在50~80mL丙酮溶液中1~2h，用去离子水洗涤聚丙烯腈基碳纤维3~5次，在80~85℃烘箱中干燥1~2h，取出，浸泡于质量浓度为10%硝酸溶液中1~2h，用去离子水洗涤3~5次，置入55~60℃烘箱中干燥1~2h，得预处理聚丙烯腈基碳纤维，平铺在金属框架上，备用；（2）称取5mg多壁碳纳米管，加入50~60mL二甲基甲酰胺，再向混合液中加入1~2mg十二烷基苯磺酸钠，在频率为 60 kHz 的超声波作用下超声4~5h，制得多壁碳纳米管静电喷射液；（3）将上述制备的多壁碳纳米管静电喷射液注入注射器中，在喷射头与上述步骤（1）接地的金属框架间通电形成28~30kV高压静电场，将多壁碳纳米管静电喷射液在高压静电场作用下射向聚丙烯腈基碳纤维表面，控制喷射距离为5~6cm，喷射速率为8~10mL/h，喷射时间为1.5~2.0h，再将喷射多壁碳纳米管聚丙烯腈基碳纤维置入60~70℃烘箱干燥1~2h，得经碳纳米管增强聚丙烯腈基碳纤维；（4）量取10~12mL钛酸四丁酯缓慢滴入1~2mL乙酰丙酮与35~36mL无水乙醇混合液中，搅拌30~40min后，分别加入20~25mL无水乙醇，0.5~0.8mL质量浓度为37%浓盐酸，2~3mL去离子水，0.5~0.8g五水硫酸铜粉末，1.2~1.5g硼酸粉末，搅拌1~2h后，将上述制备的经碳纳米管增强聚丙烯腈基碳纤维浸泡在混合液中1~2h，取出纤维置入80~85℃烘箱中，干燥3~4h，转入500~550℃马弗炉中，在高纯氩气保护下，高温烧结2~3h，得高温含尘气体过滤用碳纤维。