（上海天汉环境资源有限公司，中国 上海 201306）
摘要：随着我国社会经济的快速发展背景下，人类社会生产活动所生产的各种各类废气呈曲线上升状态，对废气进行高效处理随之成为相关研究专题。在废气处理中巧用活性炭纤维所具有的的吸附性物理性质，用用活性炭纤维吸附量极大、吸附后脱附速率快的特点，有效提升废气的处理效率。
关键词：活性炭纤维；废气处理；应用对策
活性炭纤维作为当前废气处理过程中常用的处理措施，相比于第一代的粉状活性炭以及第二代的粒装活性炭，具有更加强大的吸附能力，除此之外，活性炭纤维的质量相比更轻巧、比表面积相比更大、吸附位更多，吸附效率更大、热稳定性能更强。因此活性炭纤维具有更高的应用价值，活性炭纤维还有便于加工成各种形态，方便使用的优点。
一、活性炭纤维的物理吸附性能以及化学吸附性能
活性炭纤维的物理吸附性能借助于一种名叫范德华力的物理作用力，当活性炭纤维与废气进行直接接触时，借助于活性炭纤维内部所含有的孔径及窄的微孔，气体内所含的有机物将会被活性炭纤维吸附。
活性炭的化学吸附性能借助于活性炭纤维中所含有的羧基、羟基和羰基为主的含氧基团，在含氧集团的作用下，活性炭纤维在与废气进行接触时，能够更宽的进行吸附质相的接触，其优点在于吸附速度快、扩散阻力小。在与吸附质相进行接触时，根据吸附质相的状态与吸収速度，在活性炭纤维对废气进行吸附时，只需数十秒便可完成吸附平衡。
二、活性炭纤维对污染性废气进行分离
据了解，当前常见的废气主要由沸点较低的有机化合物构成，如氧烃和氮烃，空气中所含有的废气的来源一般是从化工企业以及石油企业所产生的工业废气。众所周知，有性挥发性气体作为工业废气的主要形式，因其所具有的对生态环境以及人类生命健康的巨大威胁，在进行空气中排放前要对其进行废气预处理措施。除此之外，在建筑施工过程中，会产生许多建筑材料的废弃物，这些废弃物往往得不到及时的处理就堆放在房屋建设的施工现场，有些废弃的物质材料具有化学成分，时间久了就会挥发出一些有毒的气体危害当地的环境，给当地的人们的身体健康带来危害，给环境造成污染。在使用活性炭纤维对污染性废气进行分离实验中，发现当废气中丁烷含量较高时，活性炭纤维的物理和化学吸附实际效率依靠具体材料内部孔径大小限制。当废气中丁烷含量较低时，活性炭纤维吸附能力的另一种影响因素，活性炭粒度则对废气的实际吸附效率产生更大影响。
三、活性炭纤维对氧硫化物以及氮氧化物进行处理
在将活性炭纤维作用于废气处理时，通过将活性炭纤维进行再处理，可以进一步丰富其化学属性，使其对更加丰富多样的废气进行高效吸附。由于活性炭纤维表面所具有的的诸多如羧基、羟基和羰基的含氧集团，因此活性炭纤维具备基本的氧化以及还原能力。活性炭纤维在对氧氮化物如氧化氮进行吸附、催化以及基本的氧化应用后，能够得到氧化产物，即硝酸。通过对活性炭纤维进行处理可以实现对氧硫化物以及氮氧化物的吸收。因此在将活性炭纤维进行处理后，活性炭纤维相比于常见活性炭能够更好的对废气进行吸附。
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四、活性炭纤维回收物料的应用
在众多的废气吸附材料中，活性炭纤维之所以能够脱颖而出，有赖于其自身内部所含有微孔容积相比于活性炭的其他形式下更大，在对废气进行吸附时，所体现的吸附性质更强，吸附气体的容量更大，同时自身的气体脱附性更高，在对气体物料进行回收再利用时，所展现的功能更加强大，也保证了废气的回收再利用。
活性炭纤维在对废气进行一定程度上的吸附作用后，将会达到活性炭纤维的吸附饱和，依附于活性炭纤维的强大脱附性，在达到饱和状态后，活性炭纤维可以进行脱附在使用。这里所说的脱附是指将活性炭纤维经过吸附作用后所产生的有机物进行释放。常用的活性炭纤维脱附法为热脱法，其脱附的主要过程是，先使用高温蒸汽带走活性炭纤维中的有机物，再通过对空气进行压缩干燥的方式将炭纤维进行活化。据了解，活性炭纤维的再活化后的吸附效果依旧可以达到原始吸附效果的八成以上。但在实际的炭纤维再活化操作中，并无如实验结果高效保持活性炭纤维吸附能力的脱附再生方式，因此使用常规的脱附再生方式，活性炭纤维可以脱附再生2至4次。因此，活性炭纤维的吸附脱附效果并没有实验中所得的接近于无限使用。
在气相色谱对活性炭吸附过程进行模拟在线分析，在使用色相图谱对祸心碳纤维吸附工业废气中常见的二硫乙烷进行魔力后，将活性炭的实际吸附量以及保护度进行基本的数据分析，能够相对准确的获得吸附结果的数据统计结果。再对实际吸附之后活性炭纤维通过水蒸气进行一段时间再生，然后通过烘干处理之后展开吸附测定。在正常情况下，各类相同条件重复再生三次之后与吸附饱和曲线较为接近，从理论角度分析此时活性炭现自身吸附能力不会产生较大变化。
由于活性炭纤维自身具有的质量较轻的物理性质，因此活性炭纤维制作成的废气吸附回收装置相比于传统的活性炭吸附回收装置，拥有体积更小、质地更轻的优点。除此之外活性炭纤维制作成的废气吸附回收装置在实际使用过程中所产生的吸附阻力相比更小，工作温度不会显著上升，操作工艺相比下更为简便，因此在运行过程中的人力物力消耗更小，在对废气进行吸附回收作用时，活性炭纤维的利用率更高。
结束语
在活性炭纤维作为第三代活性炭的强大物理以及化学性质的双重作用下，无论对于常规的废气或是特殊的需氧化废气，活性炭纤维都展现出不俗的吸附效果。除此之外，基于活性炭纤维所制造的吸附设备轻便简单、操作便捷的特点，在工业上进行应用逐渐受到认可。在全球变暖的影响下，全球工业企业迎来革新，随着环保业的迅速发展，基于活性炭纤维的吸附再脱的高效性，更多企业偏向于选择活性炭纤维代替传统吸附材料以此来降低废气对环境的污染，同时，对吸附材料的再利用更是减轻了对吸附材料的制作所产生的额外污染。但目前活性炭纤维的实际应用还有的原始材料成本较高，实际效果与实验效果相去甚远的缺点，因此研究活性炭纤维的吸附方式，以此来更大程度上提升其脱附率与活性炭的再活化，是技术需要提升的方面。
参考文献
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论文作者:张磊
论文发表刊物:《新材料.新装饰》2018年3月上
论文发表时间:2018/9/11
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