黏麻活性炭纤维的制备

  通常黏麻性炭纤维的加工工艺主要分为三个阶段，包括预处理、炭化和活化三个主要环节。活化过程是制备比表面积活性炭的关键步骤，不同的活化条件如活化剂种类、活化剂用量、活化温度、活化时间等，对活性炭的比表面积和产率均具有重要影响。目前，对纤维素纤维的活性炭纤维制备主要有物理活化（水蒸气）、化学活化法（主要是磷酸、氯化锌等）。

  磷酸或氯化锌作活化剂，均具有腐蚀性，麻织物在同一活化温度下经两者活化后，磷酸活化产品的比表面积相对较低。磷酸活化制备的汉麻韧皮活性炭纤维的得率随着活化温度的升高均逐渐降低，而比表面积却有着截然相反的变化趋势。磷酸活化产品的比表面积先增大后减小，500℃时达到最大值982.7m²/g。氯化锌活化制备的麻织物活性碳纤维的得率和比表面积均随氯化锌浓度的升高而逐渐增大；随着活化温度的升高，比表面积呈先增大后减小的变化趋势，500℃时达到最大值889.8m²/g。氯化锌活化的活性碳纤维微孔孔容随着活化温度的升高而显著增加，而中孔孔容随着活化温度的升高先增加而后减小，呈现出与微孔孔容不同的变化趋势。孔径分布均呈现多峰分布，但基本都只含有微孔和少量中孔。样品的表面能量分布曲线出现了多个能量峰值，孔径的大小与能量峰值之间存在一定的关系，宽的孔径分布导致宽的表面能量分布和较多的能量峰值，并使吸附位也随之增多。碘吸附量随活化温度的升高呈先增大后减小的变化趋势。但是磷酸活化产品的得率却比氯化锌活化产品的高，因为磷酸在700℃左右开始气化，明显高于氯化锌的汽化温度520℃，所以磷酸作活化剂时，适宜的活化温度区间较宽，保护炭体的作用强，所得活性炭纤维的产率也高。与化学活化法相比，水蒸气活化法无污染，所得的产品不需要用水洗，但对活化温度和实验设备要求较高，而且活化产品的得率相对化学活化法较低，水蒸气活化麻织物，最大得率只有17.53%，而化学活化产品的得率均能达到20%以上。在磷酸活化的基础上再进行水蒸气活化会降低活化产物的比表面积及孔隙率，但提高了微孔率，吸附性能也有所提高。

  综合比较来看，可以采用物理-化学活化法来制备黏麻活性炭纤维。以黏胶/麻混纺织物为活性炭纤维基材，使用磷酸或氯化锌作为活化剂制备的黏麻活性炭纤维强力较高，但仍存在比表面积低、微孔率低。炭纤维脆性大的问题。为解决强力和柔软度的问题。

  将干燥黏胶/汉麻混纺织物在质量分数为1%~3%稀氢氧化钠或氢氧化钾溶液中浸泡5~10h；将浸泡好的黏胶/汉麻混纺织物置于PNL（磷氮复合体系）活化液中，加热沸煮5h，在100℃烘干后，将其置入管式炉高纯氮气气氛中，程序升温至炭化温度后，恒温一段时间，然后冷却至室温后反复冲洗至中性；再将黏麻织物通入水蒸气进行活化处理，冷却后将产物取出，水洗至清液的pH值为6.0~7.0后烘干，即得黏麻活性炭纤维。