俄罗斯研究特种过滤材料

俄罗斯“卡尔巴娃”物理化学科学研究院多年研究利用电成形法抽取超细纤维非织造过滤材料，在此基础上，目前正研究抽取聚乙烯醇超细纤维非织造碳化吸附过滤材料，这种材料有望应用于原子能发电站，当反应堆发生事故时，吸附过滤逸散出的放射性同位素——磺的悬浮颗粒和气体。 工艺原理如下：聚乙烯醇纺丝液能够制成纤维状过滤材料，获得的高分子碳化结构，具有较高的含碳量（54.5％），及容易脱下羟基团，热氧化和碳化时因为加入少量添加物，使材料的吸附面增大，吸附过滤功能更好。 电成形法抽取超细纤维非织造材料装置的主要构造和工作原理：装置有一个喷嘴，其一侧有管连着聚合物箱，另一侧有管连着水箱，两箱上端装有压缩空气管。在箱上加1.2个大气压，进行70℃预加温。在喷嘴电极上施加90千伏恒定高压，纺丝液以喷嘴喷出，单纤维沉积成形成一个光滑不锈钢辊上，此转辊本身就是受电极。这样制成的非织造材料具有充足的电荷和较小的空气阻力，适用放射性气体的过滤。 为了使材料具有不溶性，要将其放在水介质中热处理，在空气介质235℃下历经5分钟。添加物是硝酸铬——Cr（NO3）3水溶盐，目的是催化脱水过程，氧化还原过程和聚合物的结构形成。再将非织造材料挤压和干燥。之后材料进行空气中热氧化，使用恒温箱，温度200℃，时间16小时。 下一步材料在氮流中碳化，温度以20℃起，平均每分钟升温10℃，至800℃。碳化后的材料既保留了纤维结构，又达到了必需的强力。这一过程采用了比一般吸附过滤材料更低的碳化温度，（通常需1000-1200℃的碳化温度）。 将制成的聚乙烯醇超细纤维非织造碳化吸附过滤材料用电子显微镜扫描，证明碳化之后材料具有发达的内孔结构，这种结构在吸附时起主要作用，碳化后纤维表面附有少量酸化铬——Cr2O3，也能起一些化学吸附作用。