1.一種高性能活性碳纖維的制備方法,其特征在于,采用單一物理活化法或物理-化學協同活化法;
單一物理活化法制備高性能活性碳纖維的方法,將預氧化碳纖維采用連續式活化設備進行活化,將水蒸氣和惰性氣體通入設備,活化溫度為700~900℃;活化時間為10~40min,表述為V水蒸氣:(V水蒸氣+V惰性氣體),通過調節氣體流量計來控制,
值為0.4×10-4~4.5×10-4;
物理-化學協同活化法制備高性能活性碳纖維的方法,將預氧化碳纖維浸漬到活化劑溶液中,而后利用連續式活化設備對浸漬有活化劑的纖維進行活化,將水蒸氣和惰性氣體通入設備,活化溫度為700~900℃;活化時間為10~40min,表述為V水蒸氣:(V水蒸氣+V惰性氣體),通過調節氣體流量計來控制,
值為0.4×10-4~4.5×10-4;以借助活化劑+水蒸氣協同活化法來達到促進纖維進行活化的目的;結束后,先將所得到的樣品用蒸餾水反復洗滌,然后將其進行蒸餾水煮沸,最后再用蒸餾水進行反復洗滌,直至清洗后的溶液呈現中性。
2.按照權利要求1的方法,其特征在于,單一物理活化法或物理-化學協同活化法的活化溫度為800~875℃,活化時間20~30min。
3.按照權利要求1的方法,其特征在于,單一物理活化法或物理-化學協同活化法每6.5L容積的設備對應的V水蒸氣的流速為1.04×10-4L.min-1。
4.按照權利要求1的方法,其特征在于,預氧化碳纖維的制備:將纖維原材料進行預氧化,預氧化溫區為180~277℃,預氧化氣氛為空氣氣氛,纖維在預氧化爐中所停留的總時間為50-80min。
5.按照權利要求4的方法,其特征在于,纖維原材料選自聚丙烯腈基、瀝青基、黏膠基和酚醛基纖維,以及由它們所形成的各種形式的制品;其中,聚丙烯腈基纖維為濕紡法、干紡法或干噴濕紡法紡制,纖維絲束為1~320K;
聚丙烯腈基纖維中還包含質量分數在10%以下的一種或多種單體的共聚物為:衣康酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸、烯丙基氯、α-氯丙烯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、羥烷基丙烯腈、羥烷基丙烯酸及其酯類、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺、甲基丙烯基丙酮;尤其是丙烯腈共聚合時加入了上述不同的共聚單體。
6.按照權利要求1的方法,其特征在于,活化劑選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、氯化鋅、K3PO4,活化劑質量百分比濃度為9-20%。