一种活性炭纤维低浓度苯动态吸附值检测方法技术

本发明专利技术公开了一种活性炭纤维低浓度苯动态吸附值检测方法，其在检测过程中提供稳定的低浓度苯蒸气流，自动记录吸附剂质量增重数据变化情况，精确计算活性炭纤维对苯的动态吸附量，绘制动态吸附曲线。本发明专利技术可以实现活性炭纤维对包括苯在内的多种低浓度有机物动态吸附值封闭环境检测和数据自动记录，有效降低实验安全风险，提高实验效率和结果准确性。

A Method for Detecting Dynamic Adsorption Value of Low Concentration Benzene on Activated Carbon Fiber

【技术实现步骤摘要】
一种活性炭纤维低浓度苯动态吸附值检测方法
本专利技术涉及检测
，尤其涉及一种活性炭纤维低浓度苯动态吸附值检测方法，可以精确定量测定苯动态吸附值，特别适用于活性炭纤维低浓度有机物吸附量的测定。
技术介绍
活性炭纤维(ActivatedCarbonFiber，ACF)被称为第三代活性炭产品，能够弥补传统颗粒活性炭和粉末活性炭的部分缺点。ACF的商品形态有织物状(布)、无纺织物(毡)、纸状、单纤维状和绳状等，可以被视为是一种特殊纤维材料。同时基于比一般活性炭有着更为优越的孔隙结构和形态，ACF可用作功能材料在环境、化工、食品、卫生、电子、电化学等领域得以广泛应用。对有机蒸气的吸附能力是包括活性炭纤维在内诸多活性炭材料重要的气相吸附性能指标之一。通常，苯吸附值被用来衡量气相用活性炭的吸附能力，其中又分为静态吸附值和动态吸附值两类。所谓苯静态吸附值为：苯的饱和蒸气压环境中，当吸附平衡后，试样所吸附的苯的质量与吸附前试样质量之比。而苯动态吸附值，则比静态值更为复杂，需要在含有低浓度苯蒸气的气流条件下，样品动态吸附平衡，此时所吸附苯的质量与样品原本重量的比值。然而，目前适用于有机物蒸气动态吸附的实验装置或专用检测设备尚未普及。大量活性炭以及活性炭纤维的苯吸附值检测多采用简单易行的静态苯吸附值测试，但对于动态的吸附性能状况知之甚少。同时，不言而喻的是苯的高毒害风险，检测人员在静态或动态苯吸附值测定实验过程中需要耗费大量时间精力，并且可能接触到苯蒸气甚至是高浓度苯蒸气，存在严重的健康危害。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术检测动态苯吸附值缺少实验装置和实验参数条件的缺陷，提供的低浓度苯动态吸附检测方法可以在较低苯蒸气浓度条件下实施活性炭纤维对苯的动态吸附，能够实现实验数据的自动化记录，降低实验安全风险，提高实验效率和结果准确性。基于上述问题，本专利技术的技术方案是：一种活性炭纤维低浓度苯动态吸附值检测方法，包括以下步骤：(1)将活性炭纤维置于水中煮沸，取出后用水冲洗，于烘箱中烘干备用；(2)称取适当质量步骤(1)处理后的待测样品置入有机物动态吸附装置；(3)在吸附装置中通过氮气作为载气导入配制的苯蒸气，计算机与称量装置每隔30s传输记录一次装置中活性炭纤维质量的变化数据；(4)到达设定的吸附时间后，关闭载气停止苯蒸气导入，结束质量数据记录；(5)依据步骤(2)的活性炭纤维质量和步骤(3)记录的质量数据绘制活性炭纤维苯动态吸附曲线，求解活性炭纤维苯动态吸附值。优选的，步骤(1)中所述活性炭纤维为粘胶基活性炭纤维或聚丙烯腈基活性炭纤维或沥青基活性炭纤维或酚醛基活性炭纤维。优选的，步骤(2)中称取样品质量为0.02～0.1g，优选为0.05g。优选的，步骤(3)中苯蒸气配制参数为20℃，相对压力p/p0＝0.05～0.25，优选为20℃，相对压力p/p0＝0.175。优选的，步骤(4)中吸附时间为1～90min，优选为60min。优选的，步骤(5)中活性炭纤维苯动态吸附曲线以吸附时间为横坐标，活性炭纤维对应时刻苯吸附量为纵坐标作图，其中某一时刻苯吸附量依照下述方程，计算公式如下：wt＝(mt-m0)×1000/m0其中：wt：t时刻苯吸附量，mg/g；m0：活性炭纤维初始质量，g；mt：活性炭纤维t时刻的质量，g。与现有技术比，本专利技术的优点和有益效果是：本专利技术的技术方案一方面在检测过程中可以实现吸附装置的封闭回路，有效减少有机物蒸气与操作人员的接触，降低实验安全风险；另一方面，该方法实验实验数据的自动记录，既能减少实验的人力成本，同时也能排除部分人为因素的实验误差。并且，优化的实验参数能够较大范围的满足不同样品的测试要求，具有一定的通用性。附图说明下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述：图1为本专利技术的活性炭纤维苯动态吸附装置一实施例示意图；图2为2种规格粘胶基活性炭纤动态苯吸附曲线；图3为同一活性炭纤维不同测试样品量条件下的动态苯吸附曲线；图4为5种不同规格粘胶基活性炭纤维动态苯吸附曲线。具体实施方式为进一步理解本专利技术，下面结合具体实施例对本专利技术优选方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。如图1所述本专利技术的活性炭纤维苯动态吸附装置一实施例示意图；实施例1：先将烘干后的活性炭纤维置入蒸汽发生混合装置3，所述氮气容器1连接气体流量表2，所述气体流量表2连接将蒸汽发生混合容器3，通过导管5连接置于动态吸附装置4，所述动态吸附装置4连接废气回收容器6，最后通过计算机7测出活性炭纤维质量的变化。到达设定的吸附时间后，关闭氮气容器1的导入，结束质量数据记录。选取2种规格的粘胶基活性炭纤维STF-1000和KJF-1500，各取5g分别置于1L蒸馏水中煮沸2h，取出后用蒸馏水充分冲洗，于105℃烘箱中烘干备用。室温下，按照检测条件参数，分别称取处理后活性炭纤维样品STF-1000，0.0524g；KJF-1500，0.0502g进行动态苯吸附实验。苯蒸气参数条件为20℃，相对压力0.175。设定吸附测试时间60min，测试温度为20℃。测试开始后，计算机自动记录吸附剂质量数据(每隔30s)。测试结束后，计算并绘制活性炭纤维的动态吸附曲线如图2所示。由图2可以看出，各样品采用动态苯吸附方法测定的动态苯吸附曲线变化趋势上呈现先升高后趋于平缓。但可能由于样品物理孔特性的不同，动态吸附曲线呈现出变缓趋势的时间点和平衡时的吸附量则明显不同，至于其中的规律和机理则需要更多实验数据积累和研究，本文不能一一阐明。总体而言，整个测试获得的苯吸附曲线表明，实验条件下，各样品的苯动态吸附值均是在体系趋于动态平衡状态下获得，能够用于评估活性炭纤维对苯动态吸附值。通过该方法各样品的动态苯吸附值如表1所示。表1各样品规格参数及动态苯吸附值测试结果测试结果表明，实验中2种不同ACF的动态苯吸附值存在明显差异，当比表面积和总孔体积较大，其对应的动态苯吸附值也相对较大，可以表明其对苯的吸附性能较好。但KJF-1500的比表面积和总孔体积均大于STF-1000，KJF-1500对苯的动态吸附性能确优于STF-1000，这可能与活性炭纤维的孔径分布存在密切的联系。实施例2吸附剂ACF使用量的确定：同一种ACF，称取不同质量的ACF分别为0.0205g，0.0517g，0.0894g。将3个样品分别按照方法进行动态苯吸附测试，测试结果如图3所示。由图3可以看出，同一活性炭纤维尽管测试时吸附剂的用量不同，但吸附平衡后的吸附量基本持平，说明同一样品的动态苯吸附值在本方法测试下的结果基本一致。比较三者的区别，主要是在趋于平衡的时间点上存在差别。当活性炭纤维测试量较小时，吸附趋于平衡的时间较短，约10min；而当质量较高时，平衡时间则要超过30min。当样品量为0.05g左右时，吸附平衡的时间居中。同时，考量动态吸附实验时，质量数据的波动性，样品量不适宜设定的过低。而样品量过高时，测试达到平衡的时间会延长。综上，确定活性炭纤维的测试样品质量为0.05g左右。实施例3吸附时间的确定：5块ACF样品，ACF1～5的取样量均分别为0.05g左右，测定的苯动态吸附曲线如图4所示。可以发现，不同ACF样品本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种活性炭纤维低浓度苯动态吸附值检测方法，包括以下步骤：(1)将活性炭纤维置于水中煮沸，取出后用水冲洗，于烘箱中烘干备用；(2)称取适当质量步骤(1)处理后的待测样品置入有机物动态吸附装置；(3)在吸附装置中通过氮气作为载气导入配制的苯蒸气，计算机与称量装置每隔30s传输记录一次装置中活性炭纤维质量的变化数据；(4)到达设定的吸附时间后，关闭载气停止苯蒸气导入，结束质量数据记录；(5)依据步骤(2)的活性炭纤维质量和步骤(3)记录的质量数据绘制活性炭纤维苯动态吸附曲线，求解活性炭纤维苯动态吸附值。

【技术特征摘要】
1.一种活性炭纤维低浓度苯动态吸附值检测方法，包括以下步骤：(1)将活性炭纤维置于水中煮沸，取出后用水冲洗，于烘箱中烘干备用；(2)称取适当质量步骤(1)处理后的待测样品置入有机物动态吸附装置；(3)在吸附装置中通过氮气作为载气导入配制的苯蒸气，计算机与称量装置每隔30s传输记录一次装置中活性炭纤维质量的变化数据；(4)到达设定的吸附时间后，关闭载气停止苯蒸气导入，结束质量数据记录；(5)依据步骤(2)的活性炭纤维质量和步骤(3)记录的质量数据绘制活性炭纤维苯动态吸附曲线，求解活性炭纤维苯动态吸附值。2.根据权利要求1所述的活性炭纤维低浓度苯动态吸附值检测方法，其特征在于，步骤(1)中所述活性炭纤维为粘胶基活性炭纤维或聚丙烯腈基活性炭纤维或沥青基活性炭纤维或酚醛基活性炭纤维。3.根据权利要求1所述的活性炭纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐鸿燕，葛元宇，李胜臻，
申请(专利权)人：南通市纤维检验所，
类型：发明
国别省市：江苏,32