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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(duì)吸附性能的影響少有專題報(bào)道。本試驗(yàn)就不同比表面積、不同厚度的活性炭氈和活性炭布對(duì)吸附性能的影響進(jìn)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(guò)程。本文選用相同的活化工藝，對(duì)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(jìn)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(yàn)部分

1．1樣品準(zhǔn)備顆粒狀活性炭(GAC)，沈陽(yáng)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(shí)的升溫速率為30℃/min，炭化時(shí)間為1h。采用磷酸進(jìn)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?dú)獗Ｗo(hù)下升溫到預(yù)設(shè)溫度，總升溫時(shí)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(guó)麥克公司ASAP2000型自動(dòng)吸附儀測(cè)試，以高純度(99．99%)液氮為吸附介質(zhì)，在液氮溫度(77．4K)下進(jìn)行吸附，相對(duì)壓力為10－6～1的范圍內(nèi)測(cè)定，所有的樣品測(cè)試前均在200℃下脫氣2h。采用BET法計(jì)算活性炭纖維的比表面積，由相對(duì)壓力為0．98時(shí)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(cè)活性炭纖維的表面形態(tài)。

1．3活性炭纖維的吸附性能測(cè)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(shí)間后用濃度為0．025mol/L的硫代硫酸鈉測(cè)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(shí)間后測(cè)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(shí)間，靜止過(guò)濾后，用SP-756型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)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(guò)程的前期，吸附速度隨著相對(duì)壓力的增大變化較快，并且在變化過(guò)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(shuō)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(shuō)明了這一點(diǎn)。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(cè)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(lái)，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(duì)吸附速度的影響分別在2、5、10、15、20、25和30min測(cè)試亞甲基藍(lán)的濃度，繪制活性炭對(duì)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(duì)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?jī)H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(kuò)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(guò)大孔和中孔的擴(kuò)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(duì)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(duì)苯酚、碘及亞甲基藍(lán)的吸附測(cè)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(duì)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(cuò)排列，形成三維的立體結(jié)構(gòu)，更有利于對(duì)物質(zhì)的吸附。

2．4厚度對(duì)吸附性能的影響分析活性炭纖維對(duì)碘的吸附測(cè)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(qiáng)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(huì)影響活性炭的吸附能力。同時(shí)，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(jià)鍵與相鄰的三個(gè)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(huì)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(cè)試方法

1．1比表面積及孔徑測(cè)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(jìn)行活性炭纖維的吸脫附等溫線測(cè)定，總孔容由相對(duì)壓力（P／P0）為0．95時(shí)的氮吸附量換算成液氮體積得到，采用BET法計(jì)算比表面積，由BJH法計(jì)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(cè)試從試樣表面反射出來(lái)的二次電子的信號(hào)，就可獲取被測(cè)樣品本身的物理、化學(xué)性質(zhì)的信息．本實(shí)驗(yàn)采用電子顯微鏡技術(shù)旨在考察經(jīng)過(guò)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(hào)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(duì)不同波長(zhǎng)的紅外輻射的吸取特性，對(duì)分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成進(jìn)行分析．本實(shí)驗(yàn)通過(guò)5700傅立葉變換紅外光譜儀對(duì)活性炭纖維樣品表面官能團(tuán)的變化進(jìn)行了研究．

2結(jié)果與討論

2．1單因素實(shí)驗(yàn)

2．1．1溫度對(duì)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(cè)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(duì)活性炭纖維的碘吸附值影響不大．建議實(shí)驗(yàn)處理溫度采用25℃．

2．1．2鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)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(huì)增大．在溫度為25℃，振蕩時(shí)間為30min條件下，采用單因素實(shí)驗(yàn)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(duì)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(shí)，其碘吸附值最大，可達(dá)1260mg／g左右，處理效果最佳．同時(shí)，比表面積測(cè)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(duì)碘的吸附性能呈下降趨勢(shì)，當(dāng)鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％時(shí)，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(guò)低時(shí)，對(duì)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(duì)材料的預(yù)處理效果逐漸增強(qiáng)，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(qiáng)，可能會(huì)對(duì)活性炭纖維表面造成腐蝕，發(fā)生擴(kuò)孔現(xiàn)象，因而碘吸附值會(huì)隨之下降。

2．1．3處理時(shí)間對(duì)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(duì)處理時(shí)間進(jìn)行單因素變量測(cè)試，如圖3所示．當(dāng)處理時(shí)間小于50min時(shí)，處理后的樣品對(duì)碘的吸附值相對(duì)較高；當(dāng)處理時(shí)間為50min時(shí)，樣品對(duì)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(shí)間超過(guò)50min之后，其碘吸附值有明顯下降的趨勢(shì)，之后基本保持在1083mg／g左右．當(dāng)處理時(shí)間較短時(shí)，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(shí)間的增大，鹽酸對(duì)活性炭纖維的處理較為充分，故其碘吸附值較大，隨著時(shí)間繼續(xù)延長(zhǎng)，在處理過(guò)程中出現(xiàn)擴(kuò)孔現(xiàn)象，故其對(duì)碘的吸附值有所下降．因此，以50min作為最佳的處理時(shí)間．

2．2正交試驗(yàn)結(jié)果分析試驗(yàn)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(dòng)較為顯著．由表2中的極值R可以看出，3個(gè)因素對(duì)處理效果的影響大小為：鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)＞振蕩時(shí)間＞水浴溫度，說(shuō)明振蕩時(shí)間及鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)預(yù)處理效果的影響相對(duì)較大，與單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致．同時(shí)，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?xiàng)l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(shí)間為50min時(shí)，對(duì)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(cè)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(duì)壓強(qiáng)．從圖4可以看出，兩個(gè)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(diǎn)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(guò)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(qiáng)；隨著相對(duì)壓強(qiáng)的升高，曲線上升趨于平緩，說(shuō)明活性炭纖維中孔量多．此外，隨著相對(duì)壓力增大的過(guò)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(shí)，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(guò)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(kāi)，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(shí)驗(yàn)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(shí)，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(guò)程中對(duì)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(shuō)明活性炭纖維材料模量較大，質(zhì)脆．

2．5含氧官能團(tuán)的FTIR分析活性炭纖維的表面含氧官能團(tuán)對(duì)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(tuán)種類變化不大，但含氧官能團(tuán)的吸收峰略微增強(qiáng)．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(duì)應(yīng)于C—C紅外特征吸收峰．經(jīng)過(guò)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(gè)吸收峰，這是當(dāng)羰基和苯環(huán)共軛時(shí)產(chǎn)生的環(huán)振吸收峰，說(shuō)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(guò)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(shuō)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(cè)平均重量大約25磅。

專利螺旋連接系統(tǒng)用來(lái)在動(dòng)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?cè)鴪?bào)道過(guò)的，最近在Airbus（空中客車公司）380個(gè)機(jī)翼上，混合材料附著方式在較新的航空設(shè)計(jì)，金屬與碳復(fù)合材料聯(lián)合是個(gè)長(zhǎng)期的難題。

CR-9　車輪的設(shè)計(jì)采用計(jì)算機(jī)模型技術(shù)，這包括整個(gè)車輛的動(dòng)態(tài)模型和有限元分析（FEA）。　Carbon　Revolution說(shuō)他們的計(jì)算機(jī)模擬與產(chǎn)品研發(fā)時(shí)間縮短后的實(shí)際車輪情況緊密相關(guān)。因?yàn)槔w維復(fù)合材料的表現(xiàn)相較于鑄造金屬或鍛造金屬?gòu)?fù)雜的多，公司和FEA合作開(kāi)發(fā)為準(zhǔn)確的模擬碳纖維性能改良。

雖然關(guān)于長(zhǎng)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(gè)例子，最近新的美國(guó)能源部為在碳纖維復(fù)合材料的預(yù)測(cè)模型上汽車輕質(zhì)化的研究和開(kāi)發(fā)提供資金，包括開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證建模工具來(lái)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(dòng)化。到2013年，Carbon　Revolution　希望擁對(duì)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(lái)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(jìn)步，要知道在汽車上即便只減一公斤很多時(shí)候都需要費(fèi)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(qiáng)，可設(shè)計(jì)性強(qiáng)的特點(diǎn)。

碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量的纖維。它是由片狀石墨微晶等有機(jī)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(shù)脂復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度一般都在3500Mpa以上，而一般的車用鋼材只有幾百M(fèi)pa的抗拉強(qiáng)度，也就是說(shuō)同樣截面積的材料，碳纖維可以承受的力超過(guò)鋼材好幾倍。

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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(gè)女人都有的，它是一種內(nèi)在的迷人氣質(zhì)，從一個(gè)女人的一舉手一投足之間就顯露出來(lái)。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(gè)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(gè)性，她不才高八斗，但也得有一定的文化底蘊(yùn)，無(wú)需傾國(guó)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(gè)有女人味的女人令人爽心悅目，心情愉快，她會(huì)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(shí)自己的生活，一杯清茶，一首音樂(lè)，一段優(yōu)美的文字她都會(huì)覺(jué)得很有情趣。