CH644638A5

CH644638A5 - Verfahren zur herstellung von faserfoermiger aktivkohle.

Info

Publication number: CH644638A5
Application number: CH719580A
Authority: CH
Inventors: Shigeru Ikegami; Minoru Hirsi; Kazuo Izumi
Original assignee: Toho Beslon Co
Priority date: 1979-09-28
Filing date: 1980-09-25
Publication date: 1984-08-15
Also published as: GB2062599A; BE885437A; NO802843L; NO154425C; SE444586B; IT8049745A0; SE8006762L; IT1143993B; DE3036460A1; DE3036460C2; NL183597B; GB2062599B; FR2466518A1; US4362646A; JPS5650107A; NL183597C; NL8005362A; FR2466518B1; NO154425B; CA1159810A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von faserförmiger Aktivkohle, die beispielsweise hohe Adsorptionskraft und hervorragende mechanische Eigenschaften aufweist, unter Verwendung von Fasern auf Basis von Acrylnitril als Ausgangsmaterial.

Faserförmige Aktivkohle in Form eines Kabels, Gewebes oder Filzes hat in den letzten Jahren als Adsorptions-, Filtermaterial und dergleichen für die Verwendung beispielsweise in Einrichtungen zur Rückgewinnung von Lösungsmitteln zunehmend an Bedeutung gewonnen.

Für die Herstellung von derartiger faserförmiger Aktivkohle ist ein Verfahren bekannt, nach welchem Fasern auf Basis von Cellulose, Phenolharz, Acrylnitril oder dergleichen carbonisiert und aktiviert werden. Von diesen faserförmigen Aktivkohlen zeigt die aus Fasern auf Basis von Acrylnitril gewonnene einzigartige Adsorptionsfähigkeiten aufgrund der darin enthaltenen Stickstoffatome und ausserdem hervorragende mechanische Festigkeit. Dieses Material eignet sich somit für verschiedene Verwendungszwecke.

Ein Verfahren für die Herstellung von faserförmiger Aktivkohle unter Verwendung von Fasern auf Basis von Acrylnitril als Ausgangsmaterial umfasst üblicherweise die nachstehenden Verfahrensschritte:

Eine Voroxidation, wobei die zugeführten Fasern in einer oxidierenden Gasatmosphäre, beispielsweise Sauerstoff oder dergleichen, bei einer Temperatur von 150-300 ° C voroxidiert und die erhaltenen, voroxidierten Fasern dann durch eine Wärmebehandlung bei 700-1000°C in einer Atmosphäre von Wasserdampf, gasförmigem Kohlendioxid oder dergleichen aktiviert werden.

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Von diesen Verfahrensschritten übt die Voroxidationsbe-handlung einen bedeutenden Einfluss auf die Ausbeute, Adsorptionskraft und mechanische Eigenschaften des erhaltenen Endproduktes aus.

Bei der Voroxidationsbehandlung erfolgt eine abrupte 5 Entwicklung von Reaktionswärme, da die Reaktionswärme mit fortschreitender Cyclisierung und Vernetzung der Moleküle der Fasern auf Basis von Acrylnitril abgegeben wird. Hieraus ergibt sich, dass bei Verwendung von Ausgangsfasern mit einem Titer von mehr als 1,6 dtex die Oberfläche der 10 Fasern schmilzt und erweicht und nebeneinanderliegende Fasern leicht aneinanderkleben, was im nachstehenden mit «Verschmelzung» bezeichnet ist. Zur Vermeidung derartiger Verschmelzung wurde die Voroxidationsbehandlung bisher bei niedriger Temperatur während einer sehr langen Behand- 15 lungsdauer ausgeführt.

Das Auftreten derartiger Verschmelzung in der Voroxidationsbehandlung führt zu den Problemen, dass die Fasern leicht zerschnitten werden und dadurch eine stabile Behandlung erschwert wird. Ausserdem übt derartige Verschmelzung 20 unerwünschte Einflüsse auf die Ausbeute der Aktivierung, d.h. den Mengenanteil an aktivierten Fasern, und auf die Fähigkeit der erhaltenen, faserförmigen Aktivkohle aus.

Bei Erhöhung des Comonomergehaltes der Ausgangsfasern und der Temperatur der Wärmebehandlung tritt wäh- 25 rend der Voroxidationsbehandlung Verschmelzung in erhöhtem Ausmass auf. Daher ist es bei Verwendung von Ausgangsfasern auf Basis von Acrylnitril mit einem hohen Como-nomergehalt, d.h. mehr als etwa 6 Gew.-%, nötig, die Wärmebehandlung der Voroxidation bei niedriger Temperatur wäh- 30 rend langer Zeitdauer auszuführen. Bei Verfahren nach dem Stand der Technik zur Herstellung von faserförmiger Aktivkohle beträgt somit die für die Voroxidationsbehandlung benötigte Zeitdauer etwa 80% der insgesamt für das Herstellungsverfahren benötigten Zeitdauer. Dies ist sehr unwirt- 35 schaftlich und ein Hauptfaktor für die steigenden Herstellungskosten von faserförmiger Aktivkohle.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von faserförmiger Aktivkohle zu schaffen, das die vorstehend beschriebenen Nachteile nicht aufweist. 40

Es wurde nun gefunden, dass bei Verwendung von Ausgangsfasern auf Basis von Acrylnitril, die eine Eisenverbindung enthalten, Verschmelzung der Fasern bei der Voroxidationsbehandlung verhindert, die Dauer dieser Behandlung deutlich verkürzt und ausserdem mit hoher Ausbeute eine 45 faserförmige Aktivkohle mit hervorragenden Eigenschaften erhalten wird.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist im Patentanspruch 1 definiert.

Im nachstehenden wird die Erfindung unter Bezugnahme 50 auf die Zeichnungen beispielsweise erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm des durch die Gleichung 1 definierten Bereichs des Eisengehaltes ;

Fig. 2 ein Diagramm des Verhältnisses zwischen dem 55 Bereich der Anfangstemperatur der Wärmebehandlung und dem Comonomergehalt der Fasern auf Basis von Acrylnitril ;

Fig. 3 Kurven des relativen Wärmewertes während der Voroxidationsbehandlung.

Die hier verwendete Bezeichnung «Anfangstemperatur 60 einer Wärmebehandlung» bezeichnet die Temperatur einer Wärmebehandlung, die so lange ausgeführt wird, bis der Gleichgewichts-Wassergehalt der voroxidierten Fasern auf mindestens 3 Gew.-%, bezogen auf das Fasergewicht, angestiegen ist. Der hier verwendete Begriff «Gleichgewichts- 05 Wassergehalt» ist ein Wert, der bestimmt wird, um das Ausmass der Voroxidation der Fasern zu bezeichnen, und der fol-gendermassen definiert wird :

Eine vollständig getrocknete, voroxidierte Faser wird in einem Desiccator bei 25°C und 80% rei. Luftfeuchtigkeit stehen gelassen und durch Auswaage die zeitabhängige, durch Adsorption von Wasser bedingte Gewichtszunahme bestimmt und prozentual, bezogen auf das Trockengewicht der Faser, angegeben. Sobald keine Gewichtszunahme mehr erfolgt, ist der Gleichgewichts-Wassergehalt der Faser erreicht und wird prozentual angegeben.

Die hier verwendete Bezeichnung «Fasern auf Basis von Acrylnitril» bezieht sich auf Fasern als Polyacrylnitril oder einem mindestens 60 Gew.-% Acrylnitril enthaltenden Copo-lymer. Bei Verwendung von Fasern aus einem Copolymer mit einem Gehalt von 6-40 Gew.-%, vorzugsweise 8-15 Gew.-%, mindestens eines Comonomers treten spezifische Wirkungen des erfindungsgemässen Verfahrens besonders deutlich zum Vorschein.

Im erfindungsgemässen Verfahren können Fasern aus einem Gemisch von Homo- und Copolymeren oder von Copolymeren untereinander zum Einsatz gelangen. Ausserdem können auch Fasern aus Copolymeren mit einem Gehalt von weniger als 60 Gew.-% Acrylnitril im Gemisch von Acryl-nitrilpolymeren unter der Voraussetzung verwendet werden, dass der Mengenanteil Acrylnitril in den schlussendlichen Fasern 60 Gew.-% übersteigt.

Für die genannten Copolymere geeignete Comonomere sind beispielsweise additionspolymerisierbare Vinylverbin-dungen wie Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylbromid, Acryl- und Methacrylsäure, Itaconsäure und die Salze, beispielsweise die Natriumsalze, dieser Säuren; Derivate dieser Säuren wie Acrylsäureester, z.B. Alkylester mit 1-4 C-Atomen im Alkylrest, wie Methacrylat, Butylacrylat und dergleichen; Methacrylsäureester, z.B. Alkylester mit 1-4 C-Atomen im Alkylrest, wie Methylmethacrylat und dergleichen; Acryl-amid, N-Methylol-acrylamid; Allyl-, Methallyl- und Vinylsul-fonsäure und die Salze, z.B. Natriumsalze, dieser Säuren; Vinylacetat; 2-Hydroxymethyl-äthylacrylat und -methacrylat;

2-Hydroxyäthylacrylat und -methacrylat; 2-Hydroxymethyl-und -äthylacrylnitril ; 2-Chloräthylacrylat; 2-Hydroxy-

3-chlor-propylacrylat; Vinylidencyanid; a-Chloracrylnitril und dergleichen. Es können auch die in der US-PS 3 202 640 beschriebenen Verbindungen verwendet werden.

Der Polymerisationsgrad dieser Polymere oder Polymergemische genügt dann, wenn daraus Fasern hergestellt werden können. Im allgemeinen enthalten verwendbare Polymere 500-3000, vorzugsweise 1000-2000, sich wiederholende Einheiten.

Diese Polymere auf Basis von Acrylnitril können nach bekannten Methoden hergestellt werden, beispielsweise Suspensions- oder Emulsionspolymerisation in einem wässri-gen System oder Lösungspolymerisation in einem Lösungsmittel. Derartige Methoden sind beispielsweise in den US-PS 3 208 962, 3 287 307 und 3 479 312 beschrieben.

Das Spinnen der Polymere auf Basis von Acrylnitril kann nach bekannten Methoden erfolgen. Geeignete Lösungsmittel für das Spinnen sind beispielsweise anorganische Lösungsmittel, wie konzentrierte wässrige Lösung von Zinkchlorid, Salpetersäure konz. und dergleichen sowie organische Lösungsmittel, wie Dimethylformamid, -acetamid und -sulf-oxid und dergleichen. Insbesondere bei Verwendung einer konzentrierten wässrigen Lösung von Zinkchlorid wird durch das rückständige Zinkchlorid in den Fasern die Aktivierungsdauer verkürzt und ausserdem eine Faser hoher Festigkeit erhalten.

Der Titer der Ausgangsfasern auf Basis von Acrylnitril im erfindungsgemässen Verfahren beträgt zwecks Erzielung von faserförmiger Aktivkohle hoher mechanischer Festigkeit und Adsorptionsfähigkeit 1,6-16,6 dtex. Die Wirkung des erfindungsgemässen Verfahrens während der Voroxidationsbe-

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handlung ist besonders deutlich, wenn Ausgangsfasern mit einem Titer von 2,2-7,7 dtex verwendet und in Form eines Filamentkabels aus mehr als 40 000 Einzelfilamenten, üblicherweise nicht mehr als 300 000 Einzelfilamenten, eines Filzes oder eines Gewebes mit einem Flächengewicht von mehr als 150 g/cm2, üblicherweise nicht mehr als 800 g/cm2, eingesetzt werden.

Als Ausgangsmaterial im erfindungsgemässen Verfahren können die Fasern auf Basis von Acrylnitril in Form eines Kabels, Gewebes, Filzes, Nonwovens oder dergleichen zum Einsatz gelangen.

Im allgemeinen werden im erfindungsgemässen Verfahren als Ausgangsmaterial Fasern auf Basis von Acrylnitril mit einem hohen Mengenanteil Comonomer von üblicherweise bis zu 40 Gew.-% bevorzugt. Das Ausgangsmaterial wird im nachstehenden als «Vorläuferfasern» bezeichnet. Der Grund für die Verwendung von Fasern mit hohem Comonomerge-halt besteht darin, dass mit steigendem Comonomergehalt die Orientierung der Vorläuferfasern abnimmt, wodurch das Kri-stallgefüge der Fasern gestört und die Aktivierung der Vorläuferfasern erleichtert wird, so dass faserförmige Aktivkohle mit hoher Ausbeute erhalten wird.

In Tabelle 1 wird beispielsweise der Einfluss des Gehaltes des Comonomers Methacrylat auf die Ausbeute und Eigenschaften der erhaltenen faserförmigen Aktivkohle bei Verwendung von Vorläuferfasern auf Basis von Acrylnitril in Form eines Copolymers von Acrylnitril/Methacrylat dargestellt.

Tabelle 1

Comonomer

Ausbeute an

Reissfestigkeit der Einzelfasern gehalt der faserförmiger

Vorläu faserförmige

Vorläufer

Aktivkohle*

ferfasern

Aktivkohle**

*

fasern

Gew.-%

g/dtex

N/mm2

g

2,1

10-14

5,55-6,66

200-300

1,0-2,5

5,3

12-18

3,33-5,55

250-350

1,5-3,3

9,6

23-28

3,33-4,44

250-350

2,0-4,0

* Ausbeute an faserförmiger Aktivkohle einer spezifischen Oberfläche von 800-900 m2/g, bezogen auf das Gewicht der Ausgangsfasern auf Basis von Acrylnitril ** Titer der Vorläufer-Einzelfasern 3,3 dtex

*** Faserförmige Aktivkohle mit einer spezifischen Oberfläche von 800-900 mVg

Aus der Tabelle 1 geht hervor, dass mit ansteigendem Comonomergehalt die Ausbeute zunimmt und faserförmige Aktivkohle mit höherer Festigkeit der Einzelfasern erhalten wird.

Auch wird bei der Herstellung der Vorläuferfasern mit ansteigendem Comonomergehalt die Verstreckung erleichtert, und die Spinneigenschaften werden verbessert. Dies führt zu den Vorteilen, dass Flusenbildung und Titerschwankungen bei der Herstellung der Vorläuferfasern vermindert auftreten und leichter faserförmige Aktivkohle von gleichmässiger Qualität erhältlich ist. Mit ansteigendem Comonomergehalt nimmt jedoch auch die Neigung zur Verschmelzung der Fasern zu.

Als Eisenverbindungen können im erfindungsgemässen Verfahren verschiedene Eisensalze wie Eisen(III)- und Eisen(II)-sulfat, -chlorid, -nitrat, -ammoniumnitrat, -oxid und Komplexsalze wie Natrium- und Kaliumcyanoferrat(III) und -(II) verwendet werden. Das Eisen kann somit entweder in zwei- oder dreiwertiger Form eingesetzt werden. Vorzugsweise wird eine in Wasser oder in einem organischen

Lösungsmittel lösliche Eisenverbindung verwendet.

Die Eisenverbindung kann auf verschiedene Arten in die Fasern auf Basis von Acrylnitril eingebracht werden, beispielsweise durch Zusatz eines Pulvers oder einer Lösung der Eisenverbindung zu einer Spinnmasse auf Basis eines Acryl-nitrilpolymers, Imprägnierung einer frischgesponnenen, gel-förmigen Faser vor dem Trocknen mit einer Lösung der Eisenverbindung oder durch Tränken der gesponnenen Fasern nach dem Trocknen mit einer Lösung der Eisenverbindung.

Bei der letztgenannten Methode, wobei die Fasern mit einer Lösung der Eisenverbindung getränkt werden, gelangen zweckmässig in Wasser oder einem organischen Lösungsmittel lösliche Eisensalze zum Einsatz. Zur gleichmässigen Verteilung des Eisensalzes in den Fasern ist es zweckmässig, die Tränklösung auf 10-80°C, vorzugsweise 50-70°C, zu erwärmen. Pulverförmige Eisenverbindungen gelangen vorzugsweise in einer Teilchengrösse von weniger als 50 ^m und in einer Konzentration der Lösung im Bereich von 0,1-10 Gew.-% zum Einsatz.

Zur weiteren Verbesserung des Eindringens der Eisenverbindung in die Fasern kann ein oberflächenaktives Mittel zugesetzt werden. Geeignete oberflächenaktive Mittel sind beispielsweise Polyäthylenglykol, Phosphorsäureester, Ester von aliphatischen Säuren, Mineralöl und dergleichen. Üblicherweise gelangen solche Mittel in Kombination von zwei oder mehreren und in einer Konzentration von 0,1-0,5 Gew.-%, bezogen auf das Trockengewicht der Ausgangsfasern, zum Einsatz.

Wie aus Tabellen 3 und 4 hervorgeht, variiert der optimale Mengenanteil der Eisenverbindung in Abhängigkeit des Comonomergehaltes der jeweiligen Ausgangsfaser und liegt im Bereich der im Patentanspruch 1 angeführten Gleichung 1, die im Diagramm gemäss Fig. 1 durch den schraffierten Bereich dargestellt ist.

Unterhalb des in Fig. 1 schraffierten, der Gleichung 1 entsprechenden Bereichs kann die Wirkung des erfindungsgemässen Verfahrens nicht erzielt werden, und oberhalb dieses Bereichs werden Ausbeute und Festigkeit der erhaltenen faserförmigen Aktivkohle unerwünscht herabgesetzt.

Die eine Eisenverbindung im vorstehend definierten Bereich enthaltenden Fasern auf Basis von Acrylnitril werden im erfindungsgemässen Verfahren, zweckmässig in einer oxi-dierenden Atmosphäre, voroxidiert.

Die Temperatur der Voroxidationsbehandlung ist abhängig vom Comonomergehalt der Ausgangsfasern auf Basis von Acrylnitril, und mit ansteigendem Comonomergehalt nimmt die Gefahr zu, dass die Fasern aufgrund der abrupten Bildung von Reaktionswärme im Anfangsstadium der Voroxidationsbehandlung verschmelzen oder gar brennen. Daher ist es besonders wichtig, eine entsprechende Anfangstemperatur der Wärmebehandlung zu wählen.

Die optimale Anfangstemperatur der Wärmebehandlung variiert in Abhängigkeit von Eisen- und Comonomergehalt und liegt im schraffierten Bereich des Diagramms nach Fig. 2, welcher der im Patentanspruch 1 angegebenen Gleichung 2 entspricht.

Bei einer Temperatur unterhalb dieses Bereichs kann keine Verkürzung der für die Voroxidationsbehandlung benötigten Zeitdauer erzielt werden. Andererseits tritt bei Temperaturen oberhalb dieses Bereichs oft Verschmelzen und Brennen der Fasern auf, so dass eine stabile Ausführung der Behandlung erschwert und ausserdem die Qualität der erhaltenen faserförmigen Aktivkohle wesentlich vermindert wird. Die maximale Temperatur, bei welcher Fasern auf Basis von Acrylnitril, die keine Eisenverbindung enthalten, behandelt werden können, ist in Fig. 2 durch die Kurve A dargestellt.

Im allgemeinen wird die Voroxidations-Wärmebehand-

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lung unter stufenweiser Erhöhung der Temperatur ausgeführt. Selbstverständlich können im erfindungsgemässen Verfahren die eine Eisenverbindung enthaltenden Fasern auf Basis von Acrylnitril nach der Behandlung bei der vorstehend definierten Anfangstemperatur der Wärmebehandlung stufenweise bei höheren Temperaturen weiterbehandelt werden, wobei jedoch 400 °C zweckmässig nicht überschritten werden sollen.

Obwohl die Voroxidations-Wärmebehandlung in einer oxidierenden Atmosphäre, im allgemeinen in Luft, ausgeführt wird, kann jedes beliebige Gemisch von Sauerstoff und inerten Gasen, wie Stickstoff, unter der Voraussetzung verwendet werden, dass es Sauerstoff in einem Mengenanteil von nicht weniger als etwa 15 Vol% enthält. Ausserdem kann die Wärmebehandlung auch in einer Atmosphäre von gasförmigem Chlorwasserstoff oder Schwefeldioxid erfolgen, wobei jedoch in solchen Fällen im allgemeinen Gemische dieser Gase mit Luft mit einem Sauerstoffgehalt von 5-20 Vol% verwendet werden.

Vorzugsweise erfolgt die Voroxidations-Wärmebehandlung in gespanntem Zustand der Fasern, so dass bei der jeweiligen Behandlungstemperatur während der Voroxidation eine Schrumpfung der Fasern von 50-90%, insbesondere 60-80%, des Ausmasses der bei der jeweiligen Behandlungstemperatur auftretenden freien Faserschrumpfung erfolgt. Wenn die Faserschrumpfung unter 50% der freien Faserschrumpfung gehalten wird, ist die Adsorptionsfähigkeit der erhaltenen faserförmigen Aktivkohle für praktische Verwendungszwecke ungenügend, während bei einer Schrumpfung von mehr als 90% der freien Faserschrumpfung die mechanischen Eigenschaften der erhaltenen faserförmigen Aktivkohle vermindert sind.

Die hier verwendete Bezeichnung «Ausmass der freien Faserschrumpfung» bezieht sich auf die Schrumpfung der ursprünglichen Länge, d.h. wenn eine Faser unter einer Spannung von 1 mg/dtex in einer oxidierenden Atmosphäre bei einer spezifischen Temperatur unter fortschreitender Oxida-tion schrumpfen gelassen wird, wobei das Verhältnis der Schrumpfung zur ursprünglichen Länge als Ausmass der freien Faserschrumpfung bei dieser Temperatur bezeichnet wird.

Durch die Verwendung der eine Eisenverbindung enthaltenden Fasern auf Basis von Acrylnitril im erfindungsgemässen Verfahren werden die nachstehenden hauptsächlichen Vorteile erzielt:

(1) Auch bei höherer Anfangstemperatur der Voroxidations-Wärmebehandlung als in bisherigen Verfahren nach dem Stand der Technik erfolgt kein Verschmelzen und Brennen der Fasern, wodurch die Dauer der Voroxidations-Wärmebehandlung wesentlich verkürzt werden kann.

(2) Selbst bei gleicher Anfangstemperatur der Voroxidations-Wärmebehandlung wie in bekannten Verfahren nach dem Stand der Technik ist die Rate der Voroxidation deutlich höher als bei bekannten Verfahren, so dass auch dies eine Verkürzung der Dauer der Voroxidations-Wärmebehandlung ermöglicht.

(3) Im Vergleich zu bekannten Verfahren nach dem Stand der Technik kann auch die Aktivierungsdauer verkürzt werden.

(4) Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhältliche faserförmige Aktivkohle hat hohen Stickstoffgehalt und hervorragende Adsorptionsfähigkeit und mechanische Eigenschaften.

(5) Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhältliche faserförmige Aktivkohle ist aufgrund ihrer erhöhten Abriebbeständigkeit hervorragend verarbeitbar, insbesondere für die Herstellung von Filzen und Geweben.

Wie vorstehend beschrieben, ermöglicht das erfindungs-

gemässe Verfahren erhöhte Produktionskapazität, insbesondere hinsichtlich der Voroxidations-Wärmebehandlung. Beispielsweise wurden Fasern auf Basis von Acrylnitril, enthaltend 92 Gew.-% Acrylnitril und 8 Gew.-% Methacrylat sowie 0,21 Gew.-% Eisen(II)sulfat, berechnet als elementares Eisen, voroxidiert, und die erhaltenen Resultate sind in Tabelle 2, zusammen mit den Resultaten von auf gleiche Art, jedoch unter Verwendung von gleichen Ausgangsfasern aber ohne Gehalt einer Eisenverbindung nach dem Stand der Technik voroxidierten Fasern, zusammengefasst.

Tabelle 2

Ver

Bedingungen der

Zustand der

Gleich-

such

Voroxidation voroxidierten gewichts-

Nr.

Temperatur,

Fasern wasser-

°C x Behandlungsdauer, h

gehalt

Anfangsstufe Folgestufe

Gew.-%

1

240x2 260x 1,5

keine Ver

11,4

schmelzung

2

245x1,5 265x1

dito

11,7

3

250x 1 275x0,5

geringfügige

11,0

Verschmelzung

4 230x3 250x2,5 deutliche Ver- 11,2

Schmelzung

5 240 (Fasernbrennensofort) Verbrennung

Die Versuche Nrn. 1, 2 und 3 sind erfindungsgemäss und die Versuche Nrn. 4 und 5 sind Vergleichsversuche nach dem Stand der Technik.

Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, dass bei Voroxidation der eine Eisenverbindung enthaltenden Fasern auf Basis von Acrylnitril bei hoher Anfangstemperatur der Wärmebehandlung keine Verschmelzung eintritt und die Rate der Voroxidation hoch ist, so dass die Dauer der Voroxidations-Wärmebe-handlung auf etwa Vi oder weniger derjenigen einer Behandlung nach dem Stand der Technik verkürzt werden kann. Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht somit schnelle und wirksame Herstellung von faserförmiger Aktivkohle und ist daher vom kommerziellen Standpunkt aus hochwertig.

Obwohl der für die Wirkung der Eisenverbindung zur Erzielung der beschriebenen Auswirkung in der Voroxidations-Wärmebehandlung verantwortliche Mechanismus nicht klar ist, kann aus der unter Verwendung eines Differential-Abtast-Kalorimeters erhältlichen Thermoanalyse festgestellt werden, dass das bei Wärmebehandlung der Fasern auf Basis von Acrylnitril auftretende Hauptpeak der exothermen Kurve verschärft und die gesamte exotherme Wärme durch die vorhandene Eisenverbindung vermindert wird. Demzufolge wird angenommen, dass die in den Fasern auf Basis von Acrylnitril enthaltene Eisenverbindung die Erweichungstemperatur der Fasern materiell erhöht und die Cyclisierungsreaktion beschleunigt.

Insbesondere zeigt das Diagramm von Fig. 3 relative Wärmewerte in Abhängigkeit der Wärmebehandlungstemperatur der Voroxidationsbehandlung. Die gestrichelte Linie zeigt eine Kurve einer Faser auf Basis von Acrylnitril, enthaltend 90 Gew.-% Acrylnitril und 10 Gew.-% Methacrylat. Die ausgezogene Linie zeigt eine Kurve der gleichen Faser, die jedoch 0,2 Gew.-% FeCb, berechnet als elementares Eisen, enthält.

Es wird auch angenommen, dass die an der Faser haftende oder in dieser enthaltene Eisenverbindung die Reaktionswärme physikalisch verteilt und deren Akkumulierung verhindert, woraus sich die das Verschmelzen verhindernde Wirkung ergibt.

Es ist erwünscht, die eine Eisenverbindung enthaltenden

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Fasern auf Basis von Acrylnitril bis zu einem Gleichgewichtswassergehalt von 8-13 Gew.-%, vorzugsweise 9-11 Gew.-%, vorzuoxidieren, was einem Gehalt von gebundenem Sauerstoff von 60-95 Gew.-%, vorzugsweise 72-86 Gew.-%, bezogen auf den möglichen Sättigungsgehalt an gebundenem Sauerstoff in der Faser entspricht, da hierbei mit hoher Ausbeute faserförmige Aktivkohle hoher Adsorptionsfähigkeit erhältlich ist.

Die Dauer der Voroxidations-Wärmebehandlung ist abhängig von der Behandlungstemperatur und beträgt im allgemeinen 30 min bis 24 h. Bei Behandlung bei niedrigerer Temperatur ist eine längere Behandlungsdauer notwendig.

Anschliessend an die Voroxidations-Behandlung der Fasern erfolgt eine Aktivierungs-Behandlung.

Die Aktivierungs-Behandlung kann durch physikalische Aktivierung oder nach einer Methode erfolgen, wobei die Fasern mit einem für chemische Aktivierung verwendeten Aktivierungsmittel imprägniert und danach physikalisch aktiviert werden. Derartige Methoden sind in den US-PS 2 790 782 und 2 648 637 beschrieben.

Wenn beispielsweise die Aktivierung in einem Aktivierungsgas ausgeführt wird, kann hierfür CO2, NH3, Wasserdampf oder ein Gemisch solcher Gase, z.B. CO2+ H2O, verwendet werden, wobei der zulässige Mengenanteil Sauerstoff solcherart ist, dass die Fasern nicht brennen, und im allgemeinen nicht mehr als 3 Vol.-% beträgt. In einem Aktivierungsgas können eines oder mehrere inerte Gas(e), wie N2, Ar oder He in Mengenanteilen von bis zu 50 VoI.-%, beispielsweise CO2 + N2, enthalten sein. Die Aktivierung erfolgt im allgemeinen bei 600-1300°C, vorzugsweise bei 800-1300°C, während 6 s bis 2 h.

Bei physikalischer Aktivierung nach Imprägnierung mit Chemikalien können hierfür die bisher für die Herstellung von Aktivkohle verwendeten Aktivierungschemikalien eingesetzt werden. Beispielsweise können die voroxidierten Fasern in eine wässrige Lösung von Zinkchlorid, Phosphorsäure, Schwefelsäure, Natriumhydroxid, Salzsäure oder dergleichen eingetaucht werden, wobei von Salzsäure im allgemeinen 10-37 Gew.-% und von den anderen Chemikalien im allgemeinen 10-60 Gew.-% zum Einsatz gelangen. Alternativ können die Fasern auch mit Lösungen der genannten Chemikalien besprüht werden. Danach werden die Fasern im allgemeinen in einem Aktivierungsgas bei 700-1000 °C während 1 min bis 3 h aktiviert. In diesem Fall beträgt der Mengenanteil des gelösten und abgelagerten Aktivierungsmittel im allgemeinen 0,1-20 Gew.-%, bezogen auf das Trockengewicht der Fasern. Selbstverständlich ist es möglich, einen Mengenanteil von mehr als 20 Gew.-% auf den Fasern abzulagern, wobei jedoch durch den grösseren Mengenanteil keine spezielle Wirkung erzielt werden kann.

In der Aktivierungsbehandlung werden die Fasern vorzugsweise frei schrumpfen gelassen. Die Schrumpfung beträgt im allgemeinen 10-30%, abhängig von der jeweiligen voroxidierten Faser.

Durch die Aktivierungsbehandlung werden die flüchtigen Komponenten aus der Faser entfernt, und die Faser wird car-bonisiert und gleichzeitig deren spezifische Oberfläche ver-grössert.

Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhältliche, faserförmige Aktivkohle ist im Patentanspruch 19 definiert.

Nach der Erfindung ist es wichtig, dass die Eisenverbindung während der Aktivierungsbehandlung in den voroxidierten Fasern die Aktivierungsreaktion beschleunigt und dadurch die Aktivierungsdauer abgekürzt und die Ausbeute im Vergleich zu bekannten Verfahren des Standes der Technik erhöht wird. Die Eisenverbindung soll zweckmässig in einem Mengenanteil von mehr als 0,01 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 0,05 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der faserförmigen Aktivkohle und berechnet als elementares Eisen, verbleiben. Der Mengenanteil soll jedoch vorzugsweise 1 Gew.-%, insbesondere 0,3 Gew.-%, nicht übersteigen, um Überaktivierung und Abbau der mechanischen Festigkeit der erhaltenen faserförmigen Aktivkohle zu vermeiden.

Wenn der Mengenanteil der Eisenverbindung in der faserförmigen Aktivkohle das vorstehend angeführte Ausmass übersteigt, sollte die überschüssige Eisenverbindung vor der Aktivierung aus den voroxidierten Fasern nach der Voroxidations-Wärmebehandlung entfernt werden. Die Eisenverbindung kann durch Waschen der voroxidierten Fasern mit Wasser, vorzugsweise von 50-100 °C, oder mit einer wässrigen Lösung einer organischen Säure entfernt werden. Üblicherweise wird hierfür eine 0,1-5 gew.-%ige wässrige Lösung einer organischen Säure verwendet. Geeignete organische Säuren sind beispielsweise Essig-, Wein- und Oxalsäuren. Zweckmässig werden die Fasern zur Entfernung der Eisenverbindung in der Lösung mechanisch vibriert.

Eine vorteilhafte Auswirkung der Erfindung besteht darin, dass die Herstellungskosten der faserförmigen Aktivkohle im Vergleich zu bekannten Verfahren des Standes der Technik erheblich reduziert werden können, da die Behandlungen der Voroxidation und der Aktivierung durch die Verwendung der eine Eisenverbindung enthaltenden Ausgangsfasern auf Basis von Acrylnitril verbessert werden.

Eine andere, sehr wichtige Auswirkung der Erfindung besteht darin, dass im Vergleich zu bekannten Verfahren des Standes der Technik faserförmige Aktivkohle mit hohem Stickstoffgehalt erhältlich ist. Hierdurch können die Eigenschaften der nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten faserförmigen Aktivkohle hinsichtlich der Adsorptionsfähigkeit für saure Gase, wie Mercaptan, Schwefelwasserstoff, SOx, NOx weiterhin verbessert werden.

Da die auf der faserförmigen Aktivkohle abgelagerte Eisenverbindung zurückbleibt, wird ausserdem die katalyti-sche Wirkung dieser faserförmigen Aktivkohle stark erhöht. Insbesondere ist nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Aktivkohle wirksam als Katalysator für die Zersetzung von Ozon, Cyanwasserstoff und dergleichen.

Die nachstehend angeführten prozentualen Konzentrationsangaben sind gewichtsmässig.

Beispiel 1

3 Ansätze von Fasern auf Basis von Acrylnitril mit einem Fasertiter von 3,3 detex, enthaltend unterschiedliche Mengenanteile Methacrylat als Comönomer, wurden mit einer 2%igen wässrigen Lösung von Eisen(II)sulfat während 5 min bei 60 °C getränkt und danach getrocknet, wobei die entsprechenden Fasern auf Basis von Acrylnitril mit einem Gehalt von 0,05-0,6% Eisen, bezogen auf das Fasergewicht und berechnet als elementares Eisen, erhalten wurden. Diese Fasern wurden dann in Luft einer Voroxidations-Wärmebehandlung unterzogen.

Die Voroxidation wurde in zwei Stufen ausgeführt, in einer Anfangsstufe bei der Anfangstemperatur der Wärmebehandlung von 230-275 °C während 30 min bis 2,5 h und in einer Folgestufe bei 250-280 °C während 30 min bis 2 h.

Für Vergleichszwecke wurden gleiche Fasern auf Basis von Acrylnitril, die jedoch keine Eisenverbindung enthielten, auf gleiche Art in zwei Stufen voroxidiert.

Die Bedingungen der Voroxidations-Behandlung und die dabei erhaltenen Resultate sind in Tabelle 3 zusammenge-fasst.

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Tabelle 3

Ver

Como-

Fe-

Bedingungen der

Ver

Gleich-

such nomer-

Gehalt

Voroxidationsbehandlung schmel gewichts-

Gehalt

Temperatur,

zung wasser-

0 C x Behandlungsdauer, h

gehalt

Nr.

%

Anfangsstufe

Folgestufe

Gew.-%

6

0

260x0,75

275 x 1

stark

11,1

7

0,11

270 x 0,5

280 x 1

keine

11,5

8

2,1

0,11

275 x 0,5

280 x 0,5

gering

11,7

9

0,33

275 x 0,5

280 x 0,5

gering

11,8

10

0

245 x 1,5

265 x 2,5

deutlich

11,5

11

0,13

250 x 1

270x2

keine

11,6

12

5,3

0,16

265x0,5

285 x 1,5

keine

11,8

13

0,43

270x0,5

285 x 1

stark

11,3

14

0

230x3

250x3

deutlich

12,0

15

0,15

235 x 2,5

255x2

keine

11,3

16

0,21

240 x 1,5

260x2

keine

12,1

17

9,6

0,21

245 x 1

265 x 1,5

gering

11,9

18

0,21

250 x 0,75

270 x 1

wenig

11,5

19

0,21

255x0,5

275 x 1

deutlich

12,6

20

0,51

245x1

265 x 1,5

keine

12,1

Erfindungsgemäss sind die Versuche Nrn. 7, 8, 11,12 und 15-18.

Die nach dem beschriebenen Vorgehen erhaltenen, voroxidierten Fasern wurden alle bei 880 °C in überhitztem Was- 30 serdampf aktiviert, wobei entsprechende faserförmige Aktivkohle mit einer spezifischen Oberfläche von 900 m2/g erhalten wurde. Die Ausbeute und Eigenschaften der jeweils erhaltenen faserförmigen Aktivkohle sind in Tabelle 4 zusammen-gefasst. 35

Tabelle 4

Ver

Ausbeute an

Stickstoff

Reiss

Ozon-

such faserförmiger gehalt,

festigkeit,

Adsorption,

Nr.

Aktivkohle, %

%

N/mm2

%

6

14

3,5

303

10

7

16

3,8

335

19

8

16

3,8

338

19

9

11

3,0

213

17

10

18

3,8

353

11

18

3,7

395

21

12

19

3,8

368

20

13

10

2,9

219

18

14

28

4,5

358

13

15

20

4,8

445

17

16

29

4,5

441

18

17

28

4,4

422

20

18

28

4,4

403

24

19

23

3,9

297

23

20

21

3,2

308

21

Erfindungsgemäss waren die Versuche Nrn. 7, 8, 11, 12 und 15-18.

In der Kolonne «Ozonadsorption» in Tabelle 4 ist der Mengenanteil des auf der faserförmigen Aktivkohle adsorbierten oder auf dieser zersetzten Ozons bis zum Erreichen eines Verhältnisses der Konzentration im Auslass zur Konzentration im Einlass, d.h. Auslasskonzentration/Einlasskonzentration, von 0,05, wenn Luft mit einem Gehalt von 1 ppm Ozon und einer rei. Feuchtigkeit von 60% durch die jeweilige faserförmige Aktivkohle in Form eines Filzes bei einer Durchflussgeschwindigkeit von 0,5 m/s geleitet wird, angegeben, was im nachstehenden als «Umschlagpunkt» bezeichnet ist.

Aus den vorstehenden Resultaten geht hervor, dass bei einem Eisengehalt ausserhalb des definierten Bereichs die Wirkung des erfindungsgemässen Verfahrens selbst bei Ausführung der Voroxidation bei einer zweckentsprechenden Anfangstemperatur der Wärmebehandlung nicht erreicht werden kann. Insbesondere bei einem überschüssigen Eisengehalt werden die Ausbeute an faserförmiger Aktivkohle und deren Faserfestigkeit deutlich herabgesetzt. Ausserdem kann auch bei einem Eisengehalt im definierten Bereich bei einer höheren Anfangstemperatur der Wärmebehandlung als der oberen, des durch den Comonomergehalt eingeschränkten Bereichs, die Beständigkeit der Fasern gegen Verschmelzung nicht verbessert werden und die Qualität der erhaltenen faserförmigen Aktivkohle wird vermindert, und bei einer Temperatur unterhalb der unteren Grenze des definierten Bereichs wird eine lange Dauer der Wärmebehandlung in der Voroxi-dationsstufe benötigt.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird die Vor-oxidationsstufe deutlich verbessert und ausserdem faserförmige Aktivkohle in hoher Ausbeute erhalten. Insbesondere ist das erfindungsgemässe Verfahren äusserst wirksam bei Verwendung von Fasern auf Basis von Acrylnitril mit einem hohen Gehalt an Comonomer, beispielsweise mit mehr als 8% eines Comonomers.

Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhaltene faserförmige Aktivkohle zeigt hohen Stickstoffgehalt und gute Festigkeit der Fasern und ist besonders hervorragend für die Adsorption von Ozon.

Beispiel 2

Fasern mit einem Titer von 5,5 dtex aus einem Copolymer aus 92% Acrylnitril und 8% Vinylacetat wurden mit einer l,5%igen wässrigen Lösung von Eisen(III)ammoniumnitrat getränkt und getrocknet, wobei Fasern auf Basis von Acrylnitril mit einem Gehalt von 0,25% Eisen, bezogen auf das Fasergewicht und berechnet als elementares Eisen, erhalten wurden. Die Fasern wurden in Luft während 1 h bei einer Anfangstemperatur von 250°C wärmebehandelt, wonach deren Gleichgewichts-Wassergehalt 3,2% betrug, und danach

644 638

8

während 30 min bei 260 ;C und anschliessend während 30 min bei 270 CC wärmebehandelt, wobei flexible, voroxidierte Fasern erhalten wurden, deren Gleichgewichts-Wassergehalt 12,4°o betrug, und die keinerlei Verschmelzung zeigten.

Die erhaltenen voroxidierten Fasern wurden dann während 10 min bei 900 ~C in überhitztem Wasserdampf aktiviert, wobei mit einer Ausbeute von 20% faserförmige Aktivkohle einer spezifischen Oberfläche von 1000 m2/g erhalten wurde.

Die erhaltene faserförmige Aktivkohle zeigte eine Reissfestigkeit der Fasern von 243 N/mm2 und eine Benzoladsorption von 56° o, gemessen nach der Japanischen Industrienorm JIS Kl474.

Für Vergleichszwecke wurden Fasern auf Basis von Acrylnitril gleicher Zusammensetzung, jedoch ohne Eisengehalt, während 2 h bei 230 = C, 2 h bei 250 CC und 3 h bei 265 °C voroxidiert, wobei voroxidierte Fasern mit einem Gleichgewichts* Wassergehalt von 12,l°-o erhalten wurden. Obwohl die Voroxidations-Wärmebehandlung bei niedrigerer Temperatur als erfindungsgemäss wie vorstehend beschrieben ausgeführt wurde, zeigten die erhaltenen voroxidierten Fasern Verschmelzungserscheinungen und waren steif.

Diese vergleichsweise voroxidierten Fasern wurden während 40 min bei 900 °C in überhitztem Wasserdampf aktiviert, wobei faserförmige Aktivkohle einer spezifischen Oberfläche von 1000 m2/g erhalten wurde. Die Reissfestigkeit und Benzoladsorption dieser vergleichsweise hergestellten faserförmigen Aktivkohle betrugen 165 N/mm2 bzw. 54%, und diese faserförmige Vergleichs-Aktivkohle war somit der erfindungsgemäss hergestellten unterlegen.

Beispiel 3

Ein Acrylnitril-Copolymer aus 92% Acrylnitril, 6% Methacrylat und 2"o Acrylamid wurde in einer 60%igen wässrigen Lösung von Zinkchlorid zu einer Copolymerlösung gelöst. Dieser Lösung wurde Eisen(III)oxid einer Teilchengrösse von 0,1-0,3 ,um zugesetzt und die erhaltene Lösung zu Fasern mit einem Gehalt von 0,14% Eisen und einem Fasertiter von 3,3 dtex versponnen.

Die erhaltenen Fasern wurden in Luft während 30 min mit einer Anfangstemperatur von 250°C voroxidiert, wobei voroxidierte Fasern mit einem Gleichgewichts-Wassergehalt von 12% erhalten wurden, die keinerlei Verschmelzungserscheinungen zeigten.

5 Die erhaltenen voroxidierten Fasern wurden bei 800°C in überhitztem Wasserdampf aktiviert, wobei mit einer Ausbeute von 23% faserförmige Aktivkohle mit einer spezifischen Oberfläche von 880 m2/g erhalten wurde.

Für Vergleichszwecke wurden gleiche Ausgangsfasern, 10 jedoch ohne Eisengehalt hergestellt und während 5 h bei 220 CC und danach zur Erzielung von voroxidierten Fasern mit einem Gleichgewichts-Wassergehalt von 12% zur Verhinderung von Verschmelzungserscheinungen während 2 h bei 240 °C voroxidiert. Die erhaltenen voroxidierten Fasern wur-|5 den dann aktiviert, wobei mit einer Ausbeute von 18% faserförmige Vergleichsaktivkohle einer spezifischen Oberfläche von 900 m2/g erhalten wurde.

Mit der wie vorstehend beschrieben erfindungsgemäss hergestellten faserförmigen Aktivkohle bzw. der fasernförmi-20 gen Vergleichsaktivkohle wurden vergleichende Versuche hinsichtlich der Adsorptionsfähigkeit für Cyanwasserstoff ausgeführt. Hierfür wurde Luft mit einem Gehalt von 2000 ppm Cyanwasserstoff und einer rei. Feuchtigkeit von 60% durch die jeweilige fasernförmige Aktivkohle in Form 25 eines Filzes geleitet und der bis zur Erreichung des

Umschlagspunktes benötigte Mengenanteil bestimmt. Dieser Mengenanteil betrug im Falle der nach dem bekannten Verfahren nach dem Stand der Technik hergestellten faserförmigen Vergleichsaktivkohle 5%, dagegen im Falle der nach dem 30 erfindungsgemässen Verfahren hergestellten faserförmigen Aktivkohle 18%. Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte faserförmige Aktivkohle zeigt somit bedeutend erhöhte Adsorptionsfähigkeit und Wirksamkeit für die Entfernung von giftigen Gasen.

35 Während die Erfindung im vorstehenden anhand von spezifischen Ausführungsformen detailliert erläutert wurde, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass im definierten Rahmen der Erfindung zahlreiche Änderungen und Modifikationen möglich sind.

G

1 Blatt Zeichnungen

Claims

644 638

1. Verfahren zur Herstellung von faserförmiger Aktivkohle, dadurch gekennzeichnet, dass man Fasern auf Basis von Acrylnitril mit einem Titer von 1,6-16,6 dtex, enthaltend eine Eisenverbindung in einem Mengenanteil, entsprechend der Gleichung:

0,02 fiC + 0,02 äY< 0,05 yx + 0,10 (1)

worin X den Mengenanteil Comonomer in dem die Faser bildenden Acrylnitril in Gew.-% und Y den Mengenanteil Eisen in Gew.-%, bezogen auf das Fasergewicht, bedeuten, bei einer Anfangstemperatur einer Wärmebehandlung, entsprechend der Gleichung:

280 — 5X Z 5= 290 - 4X (2)

worin X die gleiche Bedeutung hat wie in der Gleichung 1 und Z für die Anfangstemperatur der Wärmebehandlung in °C steht, voroxidiert und danach die erhaltenen, voroxidier-ten Fasern aktiviert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern auf Basis von Acrylnitril solche aus Poly-acrylnitril oder einem Copolymer davon mit einem Gehalt von mindestens 60 Gew.-% Acrylnitril sind.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern solche aus einem Acrylnitril-Copolymer mit einem Gehalt von 6-40 Gew.-% mindestens eines Comono-mers sind.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern solche aus einem Acrylnitril-Copolymer mit einem Gehalt von 8-15 Gew.-% mindestens eines Comono-mers sind.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern einen Titer von 2,2-7,7 dtex aufweisen.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eisenverbindung ein Eisensalz oder ein Eisen-Komplexsalz ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Eisenverbindung Eisen(III)- oder Eisen(II)-sulfat, -chlorid, -nitrat, -ammoniumnitrat, -oxid, Natrium- oder Kali-umcyanoferrat(III) oder -(II) ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Eisenverbindung enthaltende Fasern auf Basis von Acrylnitril verwendet, die durch Zusatz eines Pulvers oder einer Lösung der Eisenverbindung zu einer Spinnmasse eines Polymers auf Basis von Acrylnitril und Spinnen dieser Masse erhältlich sind.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Eisenverbindung enthaltende Fasern auf Basis von Acrylnitril verwendet, die durch Imprägnierung von frischgesponnenen, gelförmigen Fasern auf Basis von Acrylnitril vor deren Trocknung mit einer Lösung der Eisenverbindung erhältlich sind.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Eisenverbindung enthaltende Fasern auf Basis von Acrylnitril verwendet, die durch Tränken von Fasern auf Basis von Acrylnitril mit einer Lösung der Eisenverbindung erhältlich sind.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Fasern auf Basis von Acrylnitril in Form eines Kabels, Filzes, Gewebes oder Nonwovens einsetzt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass man die Fasern in Form eines Filamentkabels aus mehr als 40 000 Einzelfilamenten einsetzt.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass man die Fasern in Form eines Filzes, Gewebes oder

Nonwovens mit einem Flächengewicht von mehr als 150 g/ cm2 einsetzt.

14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Fasern auf Basis von Acrylnitril so lange voroxidiert, bis der Gleichgewichts-Wassergehalt der Fasern 8-13 Gew.-% beträgt.

15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die erhaltenen, voroxidierten Fasern durch eine Wärmebehandlung in Kohlendioxid, Ammoniak, Wasserdampf oder einem Gemisch dieser Gase bei 600-1300°C aktiviert.

16. Verfahren nach Anspruch 1 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass man die erhaltenen, voroxidierten Fasern so lange aktiviert, bis die erhaltene, faserförmige Aktivkohle eine spezifische Oberfläche von 300-2000 mVg aufweist.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass man bis zu einem Stickstoffgehalt der faserförmigen Aktivkohle von 2-15 Gew.-% aktiviert.

18. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Fasern nach der Voroxidations-Wärmebehand-lung bei einer Anfangstemperatur, entsprechend der Gleichung 2, weiterhin bei einer höheren Temperatur, die unterhalb 400 °C liegt, voroxidiert.

19. Nach dem Verfahren nach Anspruch 1 hergestellte, faserförmige Aktivkohle, gekennzeichnet durch eine spezifische Oberfläche von 300-2000 m2/g, einen Stickstoffgehalt von 2-15 Gew.-%, eine Reissfestigkeit der Faser von 250-350 N/mm2 und einen Faserdurchmesser von 3-30 um.

20. Aktivkohle nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch einen Eisengehalt von mehr als 1 Gew.-%, berechnet als elementares Eisen.

21. Aktivkohle nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch einen Eisengehalt von 0,01—1 Gew.-%, berechnet als elementares Eisen.