專利名稱：活性炭纖維吸附氙氣的新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及活性碳纖維的一種新用途，即活性碳纖維吸附氙氣的新方法。
目前，核電站及核設(shè)施裂變產(chǎn)物廢氣中放射性氙氣的脫附，可采用活性碳作為吸附材料，但無論是活性碳還是改性活性碳，對氙氣的吸附都存在吸附速度慢、吸附量低及有漏吸現(xiàn)象等缺點，加上活性碳的強度不高、易碎，在工程使用中有諸多不便。
本發(fā)明的目的是采用活性碳纖維作為吸附材料，快速、高效的吸附氙氣。
活性碳纖維對氙氣的吸附，是在真空系統(tǒng)中，將活性碳纖維與一定壓力的氙氣接觸并吸附一段時間即可。具體地，如將20～100mg的活性碳纖維裝入樣品籃中并掛在石英彈簧下，放入玻璃真空系統(tǒng)中，系統(tǒng)加熱至60～100℃，同時系統(tǒng)抽真空至真空度為0.01～0.001乇，待體系溫度降至室溫，通入一定壓力的氙氣，吸附0.5～2分鐘。根據(jù)彈簧的伸長量，計算活性碳纖維對氙氣的吸附量吸附量(mg/g)=彈簧伸長量(mm)/[彈簧的感量(mm/mg)×樣品的重量(g)]。
所采用的活性碳纖維，是以有機纖維為原料，經(jīng)磷酸氫二胺溶液浸泡并預氧化后，在500～850℃溫度下碳化，最后在800～950℃用水蒸汽活化而制得。活性碳纖維的孔徑分布主要集中在0.5～1.6mm，對于聚乙烯醇縮甲醛基活性碳纖維(PVF-ACF)，其比表面積為900～1600m2/g，粘膠基活性碳纖維(VACF)的比表面積為600～1400m2/g，瀝青基活性碳纖維(PACF)的比表面積為800～2200m2/g。
活性碳纖維對氙氣的吸附具有優(yōu)異的吸附量，表1列出了活性碳與活性碳纖維在不同壓力下對氙氣的吸附量，可見活性碳纖維的吸附量大大超過了活性碳的吸附量。
表1
活性碳纖維對氙氣的吸附，短時間內(nèi)可達到吸附平衡，如50mg的活性碳纖維，在常壓下對壓力為100～500mmHg的氙氣的吸附，吸附平衡時間為0.5～2分鐘。因此，活性碳纖維對氙氣的吸附具有吸附速度快的優(yōu)點。
吸附了氙氣的活性碳纖維具有脫出氙氣速度快及脫出效率高的特點，氙氣在60～100℃溫度可完全解吸。

圖1為聚乙烯醇縮甲醛基活性碳纖維對氙氣的吸附-脫附-吸附曲線圖，其中帶■、◆、▲及○的曲線分別代表第一次吸附，脫附后第二次、三及四次吸附曲線，可見活性碳纖維經(jīng)過4次吸脫附后，吸附量與最初的相差很小。因此，用于吸附氙氣的活性碳纖維可重復使用多次。
綜上所述，活性碳纖維對氙氣的吸附，具有吸附量大，吸附速度快以及活性碳纖維可重復使用的優(yōu)點，且方法簡便，吸附效率高。本方法可替代目前使用的活性碳吸附床，應用于核電站及核設(shè)施裂變產(chǎn)物廢氣中放射性氙氣的脫除。
以下為本發(fā)明的具體實施例實施例1～8將50mg活性碳纖維裝入樣品籃中并掛在石英彈簧下，放入玻璃真空系統(tǒng)中，系統(tǒng)用紅外燈在外部加熱至60～100℃，同時系統(tǒng)抽真空至真空度為0.01～0.001乇，待體系溫度降至室溫，通入氙氣，吸附1分鐘，根據(jù)彈簧的伸長量計算活性碳纖維對氙氣的吸附量，各實施例的具體條件及結(jié)果列于下表2。
表權(quán)利要求
1．一種活性碳纖維吸附氙氣的新方法，其特征是在真空系統(tǒng)中，將活性碳纖維與一定壓力的氙氣接觸并吸附一段時間。
2．一種如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于將20～100mg活性碳纖維裝入樣品籃中并掛在石英彈簧下，放入玻璃真空系統(tǒng)中，系統(tǒng)加熱至60～100℃，同時系統(tǒng)抽真空脫氣，至真空度為0.01～0.001乇，待體系溫度降至室溫，通入一定壓力的氙氣，吸附0.5～2分鐘后，根據(jù)彈簧的伸長量計算活性碳纖維對氙氣的吸附量。
全文摘要
本發(fā)明為活性炭纖維用于吸附氙氣的新方法,即在真空系統(tǒng)中,將活性炭纖維與不同壓力的氙氣接觸并吸附一段時間。本方法具有吸附量大、吸附速度快以及活性炭纖維可重復使用的優(yōu)點,且方法簡便,吸附效率高。本方法可應用于核電站及核設(shè)施裂變產(chǎn)物廢氣中放射性氙氣的脫除。
文檔編號B01D53/04GK1210027SQ9811326
公開日1999年3月10日 申請日期1998年6月25日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月25日
發(fā)明者鄧繼勇, 曾漢民, 陸耘 申請人:中山大學