Предварительная обработка и процесс производства активированного углеродного волокна 

Волокно из активированного угля (ACF) производится с помощью ряда контролируемых этапов, которые включают предварительную обработку, карбонизацию и активацию. Хотя процесс может варьироваться в зависимости от различных волокон-предшественников, основная методология остается схожей. Целью этих этапов является превращение необработанных волокон в высокоэффективные пористые углеродные материалы с превосходными адсорбционными свойствами.
1. Предварительная обработка: стабилизация структуры волокна
Предварительная обработка, также называемая стабилизацией, гарантирует, что волокна сохранят свою форму и не расплавятся при воздействии высоких температур, необходимых для последующих этапов. Двумя широко используемыми методами предварительной обработки являются пропитка солью и предварительное окисление.
Пропитка солью:
Волокна-предшественники погружают в раствор, содержащий такие соли, как фосфаты, карбонаты или сульфаты, а затем тщательно высушивают. Этот метод часто применяется при производстве ACF на основе вискозы, поскольку он помогает увеличить выход продукта и улучшает как механические свойства, так и эффективность адсорбции по сравнению с прямой карбонизацией.
Предварительное окисление:
Предварительное окисление, как правило, проводят на воздухе. Волокна нагревают в контролируемом температурном диапазоне в течение определенного периода времени или по графику постепенного нагрева. На этом этапе изменяется внутренняя структура волокон, что делает их пригодными для карбонизации.
2. Карбонизация: формирование карбонизированного волокна
Карбонизация является важнейшим этапом в производстве ACF. Стабилизированные волокна обрабатываются при температуре 800-1000°C в инертной атмосфере, такой как азот или аргон. В ходе этого процесса удаляется большинство неуглеродистых элементов, в результате чего образуются карбонизированные волокна с микрокристаллической структурой, подобной графитовой. После карбонизации материал готов к активации, где формируется его пористая структура.
3. Активация: увеличение пористости и площади поверхности
Активация подвергает карбонизированные волокна воздействию окисляющих газов или активирующих агентов при повышенных температурах. Это контролируемое травление создает многочисленные микропоры, увеличивает удельную площадь поверхности и вводит активные функциональные группы. Структура и характеристики конечного продукта ACF тесно связаны с условиями активации.
Основными факторами, влияющими на результаты активации, являются:

• Тип активирующего вещества
• Температура активации
• Продолжительность активации
• Концентрация активирующего вещества

Благодаря оптимизированному контролю этих параметров производители могут производить волокна из активированного угля с высокой эффективностью адсорбции, специальной структурой пор и стабильными механическими свойствами для использования в очистке воздуха, водоподготовке, рекуперации растворителей, защитном оборудовании и многих других областях применения.