活性碳纖維氈的工藝要點及產品特點

活性碳纖維（Activated Carbon Fiber，ACF）是一種兼具活性炭和碳纖維的特性的材料，它一般以氈、布等形態被使用。成氈形的就是活性碳纖維氈。活性碳纖維氈的原料纖維主要是黏膠、聚丙烯腈、瀝青等，也有使用酚醛、聚乙烯等材料的。

從工藝的角度，ACF的制備可概括為原絲制備、預處理、碳化、活化。但若是先得到ACF再成氈，由于ACF纖維直徑小、強度低，可紡織性差，不太合理。

因此，正如普通碳纖維氈一樣，活性碳纖維氈的制備一般是將原絲纖維先制成氈形，再進行預處理、碳化和活化。

其中，活化工序是讓活性碳纖維氈與普通碳纖維氈產生差異的關鍵。活化方式分為物理活化、化學活化。在物理活化中，碳纖維氈上的無序碳在800-1200℃下與水蒸氣或空氣、或二氧化碳發生反應，形成一氧化碳、二氧化碳、氫氣等，被帶出，碳纖維氈上出現大量孔隙，其中90%是微孔。

大量的微孔讓活性碳纖維氈具有比顆粒狀活性炭更大的比表面積、更強的吸附能力。

活化工序除了讓活性碳纖維氈有了大量孔隙，同時可讓其帶有含氧官能團等。因此，碳纖維氈經過活化后非碳元素含量提高。活性碳纖維的含碳量為90%以上。

在應用上，活性碳纖維氈可用于環保過濾，作為有機廢氣處理、水質凈化、防毒口罩、敷料等領域的關鍵材料。并且活性碳纖維氈的吸附以物理吸附為主，被吸附物與活性碳纖維氈之間作用力較弱，因此加熱后也易脫附，便于材料的循環利用。

純化氈的工藝要點及產品特點

“純化氈”的名字可能會讓人認為它才是被用于凈化污染物的材料，實際并非如此。純化氈一般是指高純度碳纖維石墨氈。要如何讓氈子達到高純度呢？

首先是原料。為了使成品的純度更高，需要選擇雜質含量本身很低的黏膠纖維、聚丙烯腈纖維等。另外，可對原絲纖維進行處理，如減少其中的金屬元素等。

純化氈的生產工藝包括原絲制備、非織造成型、預氧化、碳化、石墨化、純化（提純）。雜質在這個過程中有很多可乘之機，同時，碳化、石墨化、純化的工序可以將非碳元素逐漸排除。一般黏膠基碳纖維的石墨化溫度在1400-2400℃左右。

經過石墨化之后，碳纖維石墨氈的含碳量可達到99.9%以上。后續的純化將進一步去除雜質，提高碳元素含量。純化是純化氈的關鍵工序。

碳纖維石墨氈的純化方法主要分為高溫熱處理法和化學處理法，高溫熱處理法需要在2500℃下進行，化學處理法也需要讓氈子在2000℃的爐體中與氟氯烴反應。

純化氈要盡可能提高純度，最終目的就是為了讓其更適應于在對純度要求嚴格的光伏/半導體等熱場中保溫隔熱。因為如果保溫材料的雜質含量高，會造成半導體材料的污染，造成損失。

用于硅單晶生長爐中的碳纖維石墨氈會緩慢氧化、受到硅蒸汽的腐蝕，氈子上的雜質也逐漸增多。硅化的純化氈的回收也比吸附了雜質的活性碳纖維氈的回收更困難。

高純黏膠基石墨軟氈