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活性炭和活性碳纖維在防化服上的防護機理

[日期:21-08-17]

    活性炭和活性碳纖維在防化服中應用,主要是依靠防油一吸附或鋪展一防液滲透一吸附的防毒機理(如圖所示),使防化服在防毒的同時準許人體產生的汗液蒸氣和熱量向外散發,既滿足防護性能要求又滿足穿著舒適性的要求。
    透氣式防化服的優點是織物能夠“呼吸”,空氣和水蒸氣能夠自由地從纖維層間的縫隙(纖維間的孔隙,不同的物質有不同大小,通過控制纖維間的孔徑達到控制選擇性物質流動的目的)流向外界環境,使穿著者能夠較長時間地穿著,無熱應激危險地從事低等和中等強度的工作。因而活性碳纖維的孔結構和吸附性能極大地影響著防化服的“呼吸”功能。
 
    活性碳纖維具有大量微孔,且孔徑分布集中。其含有的許多不規則的雜環結構或含有表面官能團的微結構具有極大的表面能,也造就了微孔中相對的孔壁分子共同作用形成強大的分子場,提供了一個吸附態分子物理和化學變化的高壓體系,使得吸附質到達吸附位的擴散路徑比活性炭短、驅動力大,這是造成活性碳纖維比活性炭表面積大、吸脫附速率快、吸附效率高的主要原因。
 
    活性碳纖維中微孔的存在,本質上改變了它的吸著性質,微孔中的相對的孔壁產生吸附力的迭加,引起微孔內吸附勢的增加,因此,微孔中吸附的吸附質量有所增加。對于微孔,全部可接近的體積可看成是吸附空間,微孔吸附過程是微孔的充填。在吸附過程中活性碳纖維所含的中孔與大孔內的孔壁是一層一層覆蓋的,因此,中孔及大孔內的吸附過程粗略地說是類似于無孔固體表面上吸附。
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