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炭纖維范文第1篇

活性炭纖維(ActivatedCarbonFiber，ACF)，亦稱纖維狀活性炭，是活性炭繼顆粒狀和粉末狀兩種形態(tài)外的又一種存在形態(tài)。眾所周知，比表面積、孔徑尺寸及分布是影響活性炭纖維吸附性能的重要因素，但活性炭纖維的形態(tài)及厚度對吸附性能的影響少有專題報道。本試驗就不同比表面積、不同厚度的活性炭氈和活性炭布對吸附性能的影響進行了初步探討。活化工藝是制備活性炭纖維的主要工藝，也是影響活性炭比表面積及孔徑分布的重要工藝過程。本文選用相同的活化工藝，對不同形態(tài)和厚度的聚丙烯腈基活性炭預(yù)氧化氈和布進行活化處理，制備了具有相同孔徑結(jié)構(gòu)的活性炭纖維，研究了在一定條件下，活性炭纖維形態(tài)和厚度與吸附性能之間的關(guān)系。

1試驗部分

1．1樣品準(zhǔn)備顆粒狀活性炭(GAC)，沈陽市新亞試劑廠，顆粒尺寸0．325～0．453nm，平均孔徑4．9nm，比表面積1028m2/g。活性炭纖維采用聚丙烯腈基預(yù)氧化氈和布(安徽佳力奇碳纖維有限公司提供)經(jīng)炭化活化制得。炭化及活化溫度均控制在800～900℃，炭化時的升溫速率為30℃/min，炭化時間為1h。采用磷酸進行活化處理，用體積分?jǐn)?shù)35%的磷酸溶液浸泡預(yù)氧化氈和布24h，然后置于炭化活化爐中，在氮氣保護下升溫到預(yù)設(shè)溫度，總升溫時間為90min，制得聚丙烯腈基活性炭纖維氈和布。

1．2活性炭纖維的性能表征吸附等溫線采用美國麥克公司ASAP2000型自動吸附儀測試，以高純度(99．99%)液氮為吸附介質(zhì)，在液氮溫度(77．4K)下進行吸附，相對壓力為10－6～1的范圍內(nèi)測定，所有的樣品測試前均在200℃下脫氣2h。采用BET法計算活性炭纖維的比表面積，由相對壓力為0．98時的氮吸附值換算成液氮體積得到總孔體積，采用DFT表征全孔分布［2］。用掃描電鏡觀測活性炭纖維的表面形態(tài)。

1．3活性炭纖維的吸附性能測試

1．3．1碘的吸附分別稱取50mg的活性炭纖維及顆粒狀活性炭，加入到50mL、5×10－4mol/L的碘溶液中，恒溫(30℃)下充分振蕩吸附，一定時間后用濃度為0．025mol/L的硫代硫酸鈉測試碘的剩余濃度，根據(jù)濃度差求出每克活性炭吸附碘的毫克數(shù)［3］。

1．3．2苯酚的吸附分別稱取50mg的活性炭纖維及顆粒狀活性炭，加入到50mL、2×10－3mol/L的苯酚溶液中，恒溫(30℃)下充分振蕩吸附，一定時間后測定苯酚的剩余濃度，根據(jù)濃度差求出每克活性炭吸附苯酚的毫克數(shù)［4］。

1．3．3亞甲基藍(lán)的吸附取一定質(zhì)量的ACF試樣，加入一定質(zhì)量的亞甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)溶液中，在恒溫水浴振蕩器上振蕩一定的時間，靜止過濾后，用SP-756型紫外可見分光光度計測量吸附后溶液的濃度，求出每克ACF試樣吸附亞甲基藍(lán)的毫克數(shù)［5］。

2數(shù)據(jù)分析與討論

2．1活性炭纖維的形態(tài)表征圖1所示為厚度為3．0mm的活性炭纖維氈的吸附等溫線。根據(jù)IUPAC分類法可知，所制備的活性炭纖維的吸附屬于Ⅰ型吸附等溫線。在吸附過程的前期，吸附速度隨著相對壓力的增大變化較快，并且在變化過程中未出現(xiàn)明顯的滯后洄線。但是隨著吸附量的增大，在吸附后期出現(xiàn)了明顯的滯后環(huán)，這說明活性炭纖維中含有一定量的中孔。表1列出的活性炭纖維的形態(tài)參數(shù)也充分說明了這一點。圖2所示為活性炭纖維的表面形態(tài)，在掃描電鏡下可觀測到纖維是由大量形狀不甚規(guī)整、尺寸不等的原纖明顯地沿軸向排列起來，并形成了少量深淺不一的紋理溝槽與不連續(xù)且不規(guī)則的空隙及楔形軸向裂紋。

2．2形態(tài)對吸附速度的影響分別在2、5、10、15、20、25和30min測試亞甲基藍(lán)的濃度，繪制活性炭對亞甲基藍(lán)的吸附速度曲線，如圖3所示。圖中纖維狀活性炭對亞甲基藍(lán)的吸附速度明顯大于顆粒狀活性炭，活性炭氈的吸附速度略大于活性炭布，即在吸附的初始階段，活性炭氈可達(dá)到飽和吸附值的66%，活性炭布也可達(dá)到飽和吸附值的60%，而顆粒狀活性炭僅達(dá)到飽和吸附值的29%左右。分析其原因，主要是活性炭纖維的孔徑以微孔為主，且孔隙大都分布在纖維的表面，被吸附分子不需要擴散就可到達(dá)吸附表面的微孔內(nèi);而顆粒狀活性炭的吸附需要被吸附分子經(jīng)過大孔和中孔的擴散才能被微孔吸附。因此，纖維狀活性炭的吸附速度大于顆粒狀活性炭。

2．3形態(tài)對吸附性能的影響表2所示為顆粒狀活性炭與活性炭纖維對苯酚、碘及亞甲基藍(lán)的吸附測試結(jié)果。結(jié)果表明，活性炭纖維的吸附性能明顯優(yōu)于顆粒狀活性炭，在比表面積相近的情況下，活性炭氈的吸附性能略優(yōu)于活性炭布。活性炭布與活性炭氈相比，孔隙率較大，對吸附質(zhì)的阻力較小，而活性炭氈結(jié)構(gòu)為單纖維，在空間上交錯排列，形成三維的立體結(jié)構(gòu)，更有利于對物質(zhì)的吸附。

2．4厚度對吸附性能的影響分析活性炭纖維對碘的吸附測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相同質(zhì)量的活性炭纖維的吸附能力并不是隨著織物厚度的增加而線性增強的。活性炭氈的吸附性能反而隨著厚度的增加逐漸降低，活性炭布也隨著厚度的變化而出現(xiàn)吸附性能的振蕩。分析其原因，主要是具有相同比表面積的活性炭纖維，在質(zhì)量相同的情況下，厚度增加，織物的面積減小，即與吸附質(zhì)的接觸面積減小，因此會影響活性炭的吸附能力。同時，活性炭纖維的吸附是物理吸附與化學(xué)吸附綜合作用的結(jié)果。其中，物理吸附可以比作凝聚現(xiàn)象，即在活性炭晶體的諸多晶面上，碳原子以共價鍵與相鄰的三個碳原子相鍵合，在晶格中形成空穴和空隙，其中處于晶體邊緣的空穴或空隙將出現(xiàn)未飽和鍵，這些未飽和鍵具有吸附活性。因此織物的面積減小，將會影響活性炭纖維的吸附能力。

炭纖維范文第2篇

1理化結(jié)構(gòu)分析測試方法

1．1比表面積及孔徑測試采用V－Sorb2800比表面積及孔徑分析儀，在液氮浴溫度（77．4K）下進行活性炭纖維的吸脫附等溫線測定，總孔容由相對壓力（P／P0）為0．95時的氮吸附量換算成液氮體積得到，采用BET法計算比表面積，由BJH法計算孔徑參數(shù)．

1．2掃描電子顯微鏡（SEM）掃描電子顯微鏡（scanningelectronmicroscopy，SEM）是樣品表面形貌的表征手段，利用狹窄的電子掃描樣品的表面，測試從試樣表面反射出來的二次電子的信號，就可獲取被測樣品本身的物理、化學(xué)性質(zhì)的信息．本實驗采用電子顯微鏡技術(shù)旨在考察經(jīng)過不同方法處理后活性炭纖維材料的表面變化．采用的SEM型號為FEG450型，在15～20kV下操作．1．5．3傅立葉紅外光譜分析（FTIR）傅立葉紅外光譜分析（fouriertransforminfraredspectroscopy，F(xiàn)TIR）是根據(jù)樣品對不同波長的紅外輻射的吸取特性，對分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成進行分析．本實驗通過5700傅立葉變換紅外光譜儀對活性炭纖維樣品表面官能團的變化進行了研究．

2結(jié)果與討論

2．1單因素實驗

2．1．1溫度對處理效果的影響分別在不同溫度下用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％鹽酸浸漬活性炭纖維樣品，水浴振蕩30min，測定其比表面積及其碘吸附值，結(jié)果如圖1所示．由圖1可知，其碘吸附值均在1228mg／g左右，且比表面積變化幅度較小，故100℃以下處理溫度對活性炭纖維的碘吸附值影響不大．建議實驗處理溫度采用25℃．

2．1．2鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)對處理效果的影響研究表明，采用鹽酸處理活性炭纖維，其碘吸附值比表面積均會增大．在溫度為25℃，振蕩時間為30min條件下，采用單因素實驗確定鹽酸的最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，結(jié)果如圖2所示．由圖2可以看出，低質(zhì)量分?jǐn)?shù)鹽酸對活性炭纖維具有較好的處理效果［5］，且鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在3％左右時，其碘吸附值最大，可達(dá)1260mg／g左右，處理效果最佳．同時，比表面積測試結(jié)果顯示，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％鹽酸處理的活性炭纖維的BET比表面積為1076．87m2／g，較原樣增大了26．2％．自質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％之后活性炭纖維對碘的吸附性能呈下降趨勢，當(dāng)鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％時，其碘吸附值稍微有所上升，但高濃度鹽酸的處理效果整體差別不大，均在1035mg／g左右．當(dāng)鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)過低時，對樣品的去灰分程度不夠，處理效果不明顯，故其碘吸附值增大的幅度不大；隨著鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大，對材料的預(yù)處理效果逐漸增強，并達(dá)到最大值；當(dāng)鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)繼續(xù)增大，鹽酸的腐蝕性隨之增強，可能會對活性炭纖維表面造成腐蝕，發(fā)生擴孔現(xiàn)象，因而碘吸附值會隨之下降。

2．1．3處理時間對處理效果的影響在鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％，水浴溫度為25℃條件下，對處理時間進行單因素變量測試，如圖3所示．當(dāng)處理時間小于50min時，處理后的樣品對碘的吸附值相對較高；當(dāng)處理時間為50min時，樣品對碘的吸附值最大，可達(dá)1245mg／g以上，其比表面積為1081．76m2／g；當(dāng)處理時間超過50min之后，其碘吸附值有明顯下降的趨勢，之后基本保持在1083mg／g左右．當(dāng)處理時間較短時，鹽酸還未完全浸漬樣品，吸附性能增大不太顯著，隨著處理時間的增大，鹽酸對活性炭纖維的處理較為充分，故其碘吸附值較大，隨著時間繼續(xù)延長，在處理過程中出現(xiàn)擴孔現(xiàn)象，故其對碘的吸附值有所下降．因此，以50min作為最佳的處理時間．

2．2正交試驗結(jié)果分析試驗結(jié)果如表2所示．由表2可以看出，不同處理參數(shù)下活性炭纖維的碘吸附值及BET比表面積數(shù)值波動較為顯著．由表2中的極值R可以看出，3個因素對處理效果的影響大小為：鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)＞振蕩時間＞水浴溫度，說明振蕩時間及鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)對預(yù)處理效果的影響相對較大，與單因素實驗結(jié)果基本一致．同時，由表2可以看出，根據(jù)最優(yōu)水平的組合，活性炭纖維的最佳預(yù)處理條件為：A3B1C3，即當(dāng)鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4％，水浴溫度為25℃，振蕩時間為50min時，對活性炭纖維的處理效果最佳，碘吸附值可達(dá)1248．9632mg•g－1，較原樣增大24．89％，比表面積增大27．45％．

2．3BET比表面積測試結(jié)果分析吸附劑的表面結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)決定吸附劑的吸附性能［6］．原樣和預(yù)處理最佳樣品的N2吸脫附等溫線如圖4所示，其中P∶P0代表相對壓強．從圖4可以看出，兩個樣品的吸附等溫線均趨近于Ⅳ型等溫線，在低壓區(qū)吸附等溫線快速上升，且單點吸附密集，表明活性炭纖維含有大量的微孔，4％鹽酸處理后的活性炭纖維在低壓區(qū)的等溫線上升幅度更大，表明經(jīng)過酸洗后的樣品微孔數(shù)量增多，使得樣品的微孔吸附能力增強；隨著相對壓強的升高，曲線上升趨于平緩，說明活性炭纖維中孔量多．此外，隨著相對壓力增大的過程中，樣品的吸脫附曲線出現(xiàn)分離現(xiàn)象，并出現(xiàn)滯后環(huán)，這是活性炭纖維樣品中孔發(fā)生毛細(xì)凝聚現(xiàn)象的反映．同時，從表2和表3可以看出，鹽酸處理后的活性炭纖維的比表面積明顯增大．此外，微孔體積數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)過酸處理之后的活性炭纖維的微孔體積由0．425639mL／g增大為0．465181mL／g，可能是由于鹽酸浸漬去處理活性炭纖維表面的灰分，使得活性炭表面的部分微孔重新打開，孔容變大，這與酸洗的處理目的相符．由孔徑分析數(shù)據(jù)可以看出，酸處理后活性炭纖維樣品的孔徑分布范圍略微變大，可能由酸腐蝕引起，但SF中值孔徑基本保持不變．

2．4活性炭纖維的表面形貌SEM分析利用SEM觀察預(yù)處理后活性炭纖維的形貌變化，如圖5所示．圖5為原樣和采用鹽酸處理后的活性炭纖維在低倍掃描下（1000倍，10μm）的表面SEM形貌，圖5（a）和（b）分別為原樣和鹽酸預(yù)處理后的活性炭纖維樣品．本實驗所用的原材料是由濕法高溫活化后紡絲制成，由圖5可明顯地看出活性炭纖維是由一束束排列較為整齊的活性炭纖維絲構(gòu)成，纖維絲表面有均勻的縱向溝槽，這是區(qū)別于干法紡絲制備最顯著的特征．同時，可以看出鹽酸處理前后的活性炭纖維表面形貌變化不大，經(jīng)鹽酸處理后的束狀排列更加規(guī)整，表面較原樣更加平整，縱向溝槽更加明顯，且表面有少量的碎片狀物質(zhì)生成，可能是由于鹽酸處理過程中對纖維表面發(fā)生刻蝕引起．由圖5（c）可以看出活性炭纖維的斷面較為平整、光滑，說明活性炭纖維材料模量較大，質(zhì)脆．

2．5含氧官能團的FTIR分析活性炭纖維的表面含氧官能團對其吸附性能有非常重要的作用，其控制著活性中心的成核、活性組分與吸附質(zhì)間的相互作用．圖6為活性炭纖維的FTIR圖．從圖6可看出，原樣ACF－1和鹽酸預(yù)處理后ACF－2的官能團種類變化不大，但含氧官能團的吸收峰略微增強．處理前后ACF的紅外光譜在1100cm－1附近均有醚基或酯基中C—O的紅外特征吸收峰，在1400cm－1左右的譜峰對應(yīng)于C—C紅外特征吸收峰．經(jīng)過鹽酸處理后的ACF在1600cm－1～1700cm－1出現(xiàn)羰基吸收峰，這可能是羰基、羧基或酯基中CO紅外特征吸收峰；而原樣ACF在1580cm－1附近有一個吸收峰，這是當(dāng)羰基和苯環(huán)共軛時產(chǎn)生的環(huán)振吸收峰，說明原樣中存在苯環(huán)，而處理后的樣品中苯環(huán)消失，可能是由于在處理過程中苯環(huán)的碳鍵斷裂或被取代所致．

3結(jié)論

炭纖維范文第3篇

CR-9輪胎是由連續(xù)碳纖維構(gòu)建的。前后輪子的輪圈直徑都有19英寸。前邊輪子的輪圈寬度8.5英寸，重15.73磅。后邊輪子的輪圈寬度是12英寸，重量18.15磅。Carbon　Revolution公司說到現(xiàn)在的輪子比經(jīng)典的汽車原始制造商制造的鋁車輪輕百分之四十到百分之五十。差不多相同大小的鋁制汽車車輪的網(wǎng)上快速檢測平均重量大約25磅。

專利螺旋連接系統(tǒng)用來在動力加載條件下把復(fù)合材料依附CR-9金屬硬件上。就像我們曾報道過的，最近在Airbus（空中客車公司）380個機翼上，混合材料附著方式在較新的航空設(shè)計，金屬與碳復(fù)合材料聯(lián)合是個長期的難題。

CR-9　車輪的設(shè)計采用計算機模型技術(shù)，這包括整個車輛的動態(tài)模型和有限元分析（FEA）。　Carbon　Revolution說他們的計算機模擬與產(chǎn)品研發(fā)時間縮短后的實際車輪情況緊密相關(guān)。因為纖維復(fù)合材料的表現(xiàn)相較于鑄造金屬或鍛造金屬復(fù)雜的多，公司和FEA合作開發(fā)為準(zhǔn)確的模擬碳纖維性能改良。

雖然關(guān)于長期航天應(yīng)用有很多的信息，但是把這種技術(shù)應(yīng)用于汽車制造中仍是一種挑戰(zhàn)。舉個例子，最近新的美國能源部為在碳纖維復(fù)合材料的預(yù)測模型上汽車輕質(zhì)化的研究和開發(fā)提供資金，包括開發(fā)和驗證建模工具來優(yōu)化碳纖維復(fù)合材料的性能和成本效益。

CR-9生產(chǎn)方法結(jié)合航空制造業(yè)的效率和準(zhǔn)確性、程序控制以及大批量汽車生產(chǎn)線的自動化。到2013年，Carbon　Revolution　希望擁對TS16949有保證，ISO技術(shù)規(guī)范詳細(xì)列舉了汽車質(zhì)量管理系統(tǒng)的發(fā)展。它的做法吸引了來算澳大利亞政府54億美元新車規(guī)劃的投資。

炭纖維范文第4篇

把碳纖維應(yīng)用在車身制造上可以很大程度上減輕汽車的重量。目前鋼鐵材料約占車體重量的3/4，如果汽車的鋼材部件全部由碳纖維復(fù)合材料置換，車體重量可減輕300kg，燃油效率提高36%，二氧化碳排放量可削減17%，這是汽車輕量化的巨大的進步，要知道在汽車上即便只減一公斤很多時候都需要費很大的努力。此外，碳纖維的復(fù)合材料還具有耐高溫，耐候性強，可設(shè)計性強的特點。

碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量的纖維。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維是一種力學(xué)性能很好的材料，雖然密度不到鋼的1/4，但是碳纖維樹脂復(fù)合材料抗拉強度一般都在3500Mpa以上，而一般的車用鋼材只有幾百Mpa的抗拉強度，也就是說同樣截面積的材料，碳纖維可以承受的力超過鋼材好幾倍。

（來源：文章屋網(wǎng) ）

炭纖維范文第5篇

女人是男人永不疲倦的話題，擁有女人味的女人更令男人著迷。可是女人味并不是每個女人都有的，它是一種內(nèi)在的迷人氣質(zhì)，從一個女人的一舉手一投足之間就顯露出來。女人味是一種從容，淡定，優(yōu)雅，溫柔，善良，體貼的綜合氣質(zhì)。

一個有女人味的女人并不需要華美的服飾，但她的著裝一定得體，她不濃妝艷抹，但也淡妝索雅，她不矯揉造作，但恬淡溫柔，她不一味的遷就，也有自己的個性，她不才高八斗，但也得有一定的文化底蘊，無需傾國傾城，但也要身段勻稱，總之，女人味是一種嫵媚不妖嬈，清秀不嬌艷的特有氣質(zhì)。

一個有女人味的女人令人爽心悅目，心情愉快，她會在閑暇之余把小家布置得特別溫馨，把心情打理得如沐春風(fēng)。她懂得如何充實自己的生活，一杯清茶，一首音樂，一段優(yōu)美的文字她都會覺得很有情趣。