中孔活性碳纖維(ACF)

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由于ACF的孔徑(aperture)大都集中在微孔范圍(fàn wéi)，使其在氣相吸附中具有吸、脫附速度快的優(yōu)點，但卻限制（limit）了其在較大分子領(lǐng)域如催化、電子、醫(yī)藥及液相吸附等方面的應(yīng)用。碳纖維復(fù)合材料主要是由碳元素組成的一種特種纖維，其含碳量隨種類不同而異，一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性，如耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等，但與一般碳素材料不同的是，其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強度。碳纖維比重小，因此有很高的比強度。尤其在超級電容器中，由于中孔的存在，使得被吸附分子從中孔擴散到微孔比從液相直接擴散到微孔的路徑短，中孔不但提高了分子在微孔中的擴散能力，同時也提高了微孔表面的平衡覆蓋（Cover)率，因此可獲得較大吸附量。雙電層電容器電極（electrode）材料(Material)的研究（research)就是利用富含中孔的活性炭（acticarbon）的高吸附性而制得。對于微孔來說，由于孔徑較小，大分子的電解質(zhì)(屬性：化合物)溶液難以進入這些微孔，難以使之形成雙電層結(jié)構(gòu)。因此開發(fā)高中孔率的ACF碳(C)材料將極大地擴展ACF的應(yīng)用領(lǐng)域。 內(nèi)容來自123456

  制備中孔ACF最直接的方法是ACF的重復(fù)（repeat)活化。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性，因此碳纖維制品的強度大，硬度高，遠超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因為如此，此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達的國家（美國、德國、日本、韓國），對于向中國輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù)，保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前，我國碳纖維以及碳纖維制品的進口，還受到發(fā)達國家的嚴(yán)格控制。采用物理活化時，由于CO2分子比H2O分子大，因此CO2作活化劑趨于微孔的形成。故相同燒蝕率下，采用水蒸氣(簡稱水汽)活化可制得富含中孔的多孔炭。另有觀點認(rèn)為，CO2的擴散速率慢，可拓寬(broaden)材料(Material)中已有的微孔，使得孔徑(aperture)變大，形成中孔或大孔。 123456
  關(guān)于活化工藝參數(shù)(parameter)，Wigmans認(rèn)為提高活化溫度（temperature)會導(dǎo)致(cause)微孔增加而總孔體積（volume)不變，低溫活化易于得到富含中孔的多孔炭，而活化時間的增加有利于微孔的形成。碳纖維復(fù)合材料主要是由碳元素組成的一種特種纖維，其含碳量隨種類不同而異，一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性，如耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等，但與一般碳素材料不同的是，其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強度。碳纖維比重小，因此有很高的比強度。另一種觀點認(rèn)為，相鄰微孔的孔壁受活化溫度升高的影響(influence)而被燒毀形成中孔，增加活化時間也可使中孔率稍有提高。加快碳(C)化活化升溫速率可以使碳化反應(yīng)不完全，氧(Oxygen)化（oxidation)活性比較高，易于中孔的形成，從而明顯提高中孔包含比重。盡管通過(tōng guò)改變和控制（control)活化工藝，采用二次物理活化的方法可以提高ACF的中孔率，但工藝復(fù)雜，收率降低（reduce)，所以人們開始采用如下方法來獲得高中孔含量的ACF。