بررسي خواص فيزيكي- شيميايي منسوج كربن فعال تهيه شده از پارچه پنبه اي و پلي پروپيلن بي بافت

Investigation of Physico-Chemical Properties of Activated Carbon Fabrics Prepared from Cotton Fabric and Nonwoven Polypropylene

بازيافت ضايعات صنايع نساجي شامل فرآيندهاي تبديل ضايعات به محصولات با ارزش، يكي از رويكردهاي مهم جهت حفظ منابع مي‌باشد. كربن فعال يكي از مهم‌ترين مواد جاذب براي حذف گازها و بخارات شيميايي آلاينده است و مصرف آن در سال‌هاي اخير افزايش يافته است. نوع ماده اوليه يكي از عوامل مهم است كه ويژگي‌هاي كربن فعال توليدي را تحت تاثير قرار مي‌دهد.در اين تحقيق از ضايعات پارچه پنبه‌اي به‌عنوان ماده اوليه ساخت منسوج كربن فعال با عامل فعال‌ساز اسيد فسفريك استفاده شد. ضخامت، سختي خمشي، استحكام كششي و نفوذپذيري هواي نمونه‌هاي منسوج كربن فعال بصورت مجزا و همراه با لايه‌هاي پلي‌پروپيلن بي‌بافت اندازه‌گيري و ويژگي‌هاي شيميايي منسوج كربن فعال توسط اندازه‌گيري عدد يدي، سطح ويژه BET و حجم حفره‌ها، تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و طيف نگاري فوتوالكترون پرتو ايكس (XPS) بررسي شد. منسوج كربن فعال تحت دماي فعال‌سازي 550 درجه سانتي‌گراد، نسبت آغشته‌سازي 1/75، زمان فعال‌ساز 60 دقيقه و نرخ افزايش دماي 6 درجه سانتي‌گراد داراي بيشترين عدد يدي و كمترين سختي خمشي مي‌باشد، بازده ابعادي نمونه حاصل شده در محدوده 5/52 و بازده وزني 29/9 درصد بود. استفاده از لايه پلي‌پروپيلن بي‌بافت سبب افزايش استحكام منسوج كربن فعال شد. نتايج نشان داد، اسيد فسفريك واكنش‌گر مناسبي براي فعال‌سازي پارچه پنبه‌اي بوده و قرار دادن منسوج كربن فعال توليد شده بين دو لايه پلي‌پروپيلن بي‌بافت، باعث بهبود خواص فيزيكي مي‌گردد. بنابراين منسوج كربن فعال-پلي‌پروپيلن بي‌بافت تهيه شده براي كاربردهاي مختلفي مانند ماسك‌هاي شيميايي پيشنهاد مي‌گردد.

The recycling of textile industrial wastes and converting them to valuable products, is one the most important ap-proaches for resources preservation. Activated carbon is the most commonly used adsorbents for removal of air pollutant gases and chemical vapors. The production of activated carbon highly depends on raw materials or its precursors. In the present study, cotton fabric waste was used as raw material for preparation of activated carbon fab-rics using phosphoric acid (H3PO4). The chemical properties of the resulting activated carbon fabric were measured by determination of the iodic number, BET, SEM and XPS analyses. The produced activated carbon fabrics were sandwiched between two layers of nonwoven polypropylene layers and the physical properties were measured. The activation conditions for obtaining the activated carbon fabrics with the highest iodine number and the lowest flexural stiffness were found to be: activation temperature of 550°C, impregnation ratio of 1.75, the activation time of 60 min and the heating rate of 6 °C/min. The dimension yield and weight yield were 52.5% and 29.9%, respectively. The re-sults showed that H3PO4 is an efficient reagent for activation of cotton fabrics. The nonwoven polypropylene layers served to strengthen the sandwich composite. The produced activated carbon sandwiched between poly propylene layers can be used in chemical protective masks.