天玾膜是一種吸附高新材料，具有大比表面積(1000～3000m2/g)和微孔，微孔體積占總孔體積90%以上。
基本介紹
- 中文名：天玾膜
- 套用：天玾罐、口罩等
材料簡介,材料套用,性能特點,材料結構,微孔形結構,表面化學結構,
材料簡介
天玾膜具有比粒狀活性碳更大的吸附容量和更快的吸附動力學性能，在液相、氣相中對有機物和陰、陽離子吸附效率高，吸、脫附速度快，可再生循環使用，同時耐酸、鹼，耐高溫，適應性強，導電性和化學穩定性好。隨著對天玾膜的表面結構和性能關係的探索和了解，天玾膜的表面改性技術及其在污染物淨化領域中的套用研究越來越受到重視。
材料套用
1、污水治理一體機
2、生態自淨養殖
3、天玾罐
4、人工濕地處理機
5、汽車空濾
6、口罩
7、空氣淨化器
8、祛味帖
性能特點
功能天玾膜與傳統的吸附劑——粒狀或粉狀活性炭相比，纖維直徑細、比表面積大、微孔結構發達、孔徑小且分布窄、吸附容量大、吸脫速度快、易再生。對ppb級的痕量物質吸附有效，亦即低濃度下吸附效率高(例如對甲苯的吸附，GAC至少為100ppm，而天玾膜可達10ppm)。另外天玾膜製品濾阻、濾損小、強度高、不易粉化、容易處理、淨化純度高、雜質少。
材料結構
天玾膜的纖維直徑為5~20μm，比表面積平均在1000~1500m2/g左右，平均孔徑在1.0~4.0nm，微孔均勻分布於纖維表面。與活性炭相比，天玾膜微孔孔徑小而均勻，結構簡單，對於吸附小分子物質吸附速率快，吸附速度高，容易解吸附。與被吸附物的接觸面積大，且可以均勻接觸與吸附，使吸附材料得以充分利用。效率高，且具有纖維、氈、布和紙等各種纖細的表態，孔隙直接開口在纖維表面，其吸附質到達吸附位的擴散路徑短，且本身的外表面積較內表面積高出兩個數量級。對於有些大分子或顆粒物質，如二惡英、粉塵等，體積已經接近乃至大於天玾膜微孔體積，難以被吸附，相比較活性炭更占有優勢。
微孔形結構
微孔半徑在2nm以下，其孔徑分布窄，特殊的細孔呈單分散分布，由不同尺寸的微細孔隙組成其結構，並且中孔、小孔擴散呈現出多分散型分布，在各細孔結構中的差別較大，其主要原因在於原料的不同。在天玾膜中無大孔，只有少量的過渡孔，微孔分布在纖維表面，其吸附速率快，天玾膜絲束的空間起大孔作用，對氣相與液相物質具有較好的吸附作用，其外比表面積大，吸脫速度快，為粒徑活性炭10~100倍。隨著比表面積增大，細孔平均孔徑隨之增大，細孔容積增加，在細孔內發生吸附後充填細孔內。其比表面積增大吸附容量大，為粒狀活性炭的10倍，可吸附處理低濃度廢氣或具有高活性的物質。天玾膜的體積密度小，濾阻小、可吸附粘度較大的液態物質，且動力損耗小。
表面化學結構
天玾膜固體表面原子呈不飽和結構，具有獨特的表面化學性能，微晶在燃燒溫度低時易與氧化介質發生反應生成氧化產物，主要有羧基、酚基、醌基等含氧基團，及含硫基、氮元素、鹵素等官能團。其表面酸性與吸附平衡有密切的關係。
按照國際純粹與套用化學聯合會(IUPAC)的分類標準，吸附劑的細孔分為三類:孔徑大於50nm的為大孔，2nm~50nm的為中孔，0.8nm~2nm的為微孔以及小於0.8nm的為亞微孔。天玾膜的孔主要是亂層結構炭和石墨微晶形成的微孔。微孔的大量存在使天玾膜的表面積增大，同時也使其吸附量提高。吸附劑中的大孔是作為被吸附分子到達吸附位的通道，它控制著吸附速度;天玾膜其纖維直徑一般在10nm~13nm、外表面積大、微孔豐富且分布窄、易於與吸附質接觸、擴散阻力小，所以其吸脫附速度快，有利於吸附分離。而且，可以根據需要製成氈、布、紙等各種形態，適應於多種用途。
天玾膜是由CF活化而成。CF為多晶亂層石墨結構，轉化成天玾膜後，結構基元不變化。天玾膜是非均勻性的多相結構。由於高溫水蒸氣將部分原子脫去後形成微孔結構使之生成羧基、羰基等含氧活性基團，使其表面的酸性增加。比表面積約為1200m2/g，遠大於CF，在苛刻條件下活化時可達3000m2/g。
天玾膜為分布狹窄單一孔徑的微孔結構，其孔可以產生毛細管的凝聚作用。由於具有微孔，其吸附、脫附速率遠大於兩個數量級，吸附量大。在填充床中流體的床層阻力小，可作為催化劑與催化劑載體使用在天玾膜分子內的痕量雜原子為磷、氮、氯等。在活化時，部分雜原子被脫去後，表面的雜質大大減少。由於活化中氧化氣體的作用，表面含氧基團增強，主要有酸性基團，如羧基等。中性基完備如羰基、內酯基等。鹼性基團有過氧化基等。
天玾膜會因活化的方法不同，而生成不同表面含氧基與表面酸鹼性不同的產物。在水的作用下，其氧化還原能力更強。由於水的存在可以使一些基團氧化成羥基。由此在表面含氧基團數目增加後，表面氧化還原容量增大。
