[發明專利]載活性炭聚苯硫醚多孔纖維及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011488088.8
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112626639B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 劉鵬清;李俊峰;許啟彬;李博;宿澤熙;陳原;江春慧;姜猛進
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: D01F8/16
• 分類號: D01F8/16;D01F1/10;D01F11/08;B01D53/02;B01J20/30;B01J20/26;C02F1/28;A41D13/00;A41D31/04;A41D31/08;A62B17/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 覃蛟

本發明公開了一種載活性炭聚苯硫醚多孔纖維及其制備方法和應用，多孔纖維的制備方法包括：將熔融共混擠出的聚苯硫醚樹脂、致孔劑和納米活性炭三元共混樹脂通過熔融紡絲機進行紡絲，再依次進行熱拉伸和熱定型；然后溶解去除纖維中的致孔劑后，得到內部具有連續貫通的孔洞結構的多孔纖維，其孔洞中以及四周負載有納米活性炭。通過將具有連續通孔結構聚苯硫醚多孔纖維作為載體，將納米活性炭選擇性分布在纖維的大孔內部，使活性炭得到有效固定，同時解決了活性炭被基體樹脂包埋的問題。且該多孔纖維具有優異的吸附性能，同時耐酸、耐堿、耐有機溶劑，還具有優異的阻燃性能，可在生化防護服、消防防護服、廢水處理、有毒氣體吸附等領域廣泛應用。

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，具體而言，涉及一種載活性炭聚苯硫醚多孔纖維及其制備方法和應用。

背景技術

活性炭是含有大量微孔(孔徑＜2nm)的多孔碳吸附劑，有基于石墨微晶和少量灰分的無定形結構碳組成。活性炭的比表面積可達500～3000m²/g，具有高度發達的孔隙結構，具有很強的吸附性能，能有效吸附液體中的重金屬成分、各種礦物質和鹽類、有機物、氯化物等，并能夠吸附氣體中的醛類、一氧化碳那、硫化氫、氨、苯等有毒成分。活性炭還具有良好的物理性能和化學穩定性，耐酸堿腐蝕、耐熱、不溶于水和有機溶劑，而且活性炭原料充足、可循環再生。因此，在環保、制造業、醫藥、防護等領域具有廣泛的應用。但活性炭常以粉末或顆粒形式存在，在使用時不能自支撐、容易沉降散失、難以固定，因此容易造成二次污染。作為顆粒活性炭和粉末活性炭之后的第三代活性炭產品，活性炭纖維雖然在一定程度上彌補了上述缺點，但其制造工藝復雜、制造成本高，且力學性能較差，難于推廣應用。

將納米活性炭負載固定在聚合物載體是解決上述問題的可行的方法。如中國專利CN106861358公開了含活性炭腈氯綸吸附纖維去除室內甲醛方法，將活性炭粉末混入丙烯腈-偏氯乙烯原液中，通過紡絲的方法將其固定于腈氯綸纖維載體上，解決了活性炭不易固定成型的難題。

因此，現有技術的方法克服了納米活性炭不能自支撐、容易沉降流失、難以固定成型的缺點，擴大了活性炭的使用范圍。但是這種方法制備的載炭纖維，絕大部分活性炭被基體材料包埋，極大削弱了活性炭的吸附作用。并且普遍存在耐有機溶劑差、酸堿腐蝕性差等缺點，限制了載活性炭纖維在吸附有機毒性氣體、酸堿廢液處理等領域的應用。

鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的在于提供一種載活性炭聚苯硫醚多孔纖維及其制備方法和應用，以改善現有載活性炭纖維中大部分活性炭被基體包埋，吸附效果較差的問題；同時改善現有載活性炭纖維力學性能差、耐有機溶劑差、耐酸堿腐蝕性差等問題。

本發明是這樣實現的：

第一方面，本發明提供了一種載活性炭聚苯硫醚多孔纖維，其包括聚苯硫醚載體，所述聚苯硫醚載體具有貫通的多孔結構，所述多孔結構的孔內部以及四周負載有納米活性炭。

第二方面，本發明還提供了一種載活性炭聚苯硫醚多孔纖維的制備方法，其包括：將熔融共混擠出的三元共混樹脂通過熔融紡絲機進行紡絲，以獲得三元共混初生纖維，其中，三元共混樹脂是由聚苯硫醚樹脂、致孔劑和納米活性炭熔融共混擠出；將所述三元共混初生纖維依次進行熱拉伸和熱定型，得到三元共混纖維；溶解去除所述三元共混纖維中的致孔劑后，得到所述載活性炭聚苯硫醚多孔纖維。

本發明還提供了上述載活性炭聚苯硫醚多孔纖維在廢氣、廢水處理或制備防護服上的應用。

本發明的技術方案具有以下有益效果：通過將具有連續通孔結構聚苯硫醚多孔纖維作為載體，巧妙地將納米活性炭選擇性分布在纖維的大孔內部，使得活性炭粉末得到有效固定，同時解決了活性炭被基體樹脂包埋的問題。并且該載活性炭聚苯硫醚多孔纖維具有優異的吸附性能，同時耐酸、耐堿、耐有機溶劑，還具有優異的阻燃性能，可在生化防護服、消防防護服、廢水處理、有毒氣體吸附等領域廣泛應用。

附圖說明