活性炭纤维(完整)方
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活性炭纤维
活性炭纤维是一种新型、高效、多功能吸附材料，产品为黑色、毡状织物，具有比表面积大，孔径分布窄，在液相、气相中对有机物和阴、阳离子吸附效率高，吸、脱附速度快，可再生循环使用，同时耐酸、碱，耐高温，适应性强，且可加工成任何形状，该产品在防止环境污染、食品加工、医疗卫生、劳动保护及国防等领域，具有广泛的应用前景，如饮用水净化、工业污水处理、空气净化、脱臭、防毒、液体脱色、溶剂回收等。
二.活性炭纤维毡（布）系列主要指标:比表面积（m2/g）：700-1500碘吸附（mg/g）：700-1500苯吸附（%）：25-50亚甲蓝脱色（mg/g）：100-200其它数据原料：聚丙稀晴基，粘胶基，复合型规格：长度：0.5-30m宽度：0.6-1.2m厚度：1-5mm包装：10KG/纸箱体积：1200mm活性炭纤维毡(ACF FELT) 活性炭纤维毡采用天然纤维或人造纤维无纺毡经炭化、活化等系列工艺制成。
性能：极大的比表面积：900-220m2/g，吸附容量大。
微孔直径：5-100A。
，吸附速度快，是颗粒活性碳的10-100倍。
脱附方便，且脱附以后活性炭纤维吸附能力基本不变。
良好的导电性，耐酸、碱，成型性好。
用途：溶剂回收，空气净化，水净化防毒、防化，医用，除味，除臭，耐高温及保温电极材料。
粘胶基活性炭纤维毡是以粘胶纤维毡为原料制得的活性炭纤维，用途①溶剂回收：对苯类、酮类、酯类、石油类均能吸附回收；②空气净化：能吸附过滤空气中的恶臭、体臭、烟气、毒气、O3、SO2等。
③水净化：能去除水中的重金属离子、致癌物质、臭味、霉味、细菌及脱色等；可用于自来水、食品工业用水及工业用纯水等处理；④环保工程：废气及污水处理；⑤防毒口罩、防毒衣、香烟过滤嘴等；⑥贵金属提炼或回收、吸附放射性物质，也可用于作为催化剂载体、气相色谱的固定相；⑦医药上用于包扎带，急性解毒剂、人工肾脏等；⑧电子及能源方面应用，如高容量电容、蓄电池等；⑨耐高温及保温材料活性炭纤维新技术活性炭纤维对有机气体及恶臭物质（如正丁基硫醇等）吸附量比粒状活性炭（GAC）大几倍至几十倍。
活性炭纤维
3.2聚丙烯腈(PAN)基活性炭纤维生产工艺
• 3.2.1 聚丙烯腈基活性炭纤维生产工艺概况 • 聚丙烯腈基活性炭纤维的结构是无定形石墨 碳，含有六角碳层，碳层中有各种尺寸的缝 隙，而且从小缝隙到大缝隙依次排列。由聚 丙烯腈原丝制备聚丙烯腈基活性炭纤维的工 艺流程如下： • PAN原丝→预氧化→700℃以下碳化→高于 700℃碳化、活化同时进行→表面处理→卷 取→聚丙烯腈基活性炭纤维。
2、发展过程
• 活性炭纤维是在20世纪60年代在碳纤维（Carbon Fiber，CF）基础上发展起来的。 • 人们经过物理、化学和化学物理法活化处理CF，制 得了具有丰富和发达孔隙结构的功能型碳纤维：活 性炭纤维ACF。 • 1962年，W.F.Abbott，研制成功黏胶基ACF。 • 1972年G.N.Arons研制成功酚醛基和黏胶基ACF。 • 1973年，Ruzic建立商业化ACF。 • 目前用作ACF前驱体的有机纤维主要有黏胶基、聚 丙烯腈基、酚醛基、沥青基、聚乙烯醇基、苯乙烯/ 烯烃共聚物和木质素纤维等，其中前4种均已实现 工业化。
日本acf工业?1966年黏胶纤维制acf织物doying公司醋酸纤维制公司醋酸纤维制acf织物rodyers公司?1972年酚醛制acf织物arns公司?1975年再生纤维素基acftoyobo公司?1976年酚醛树脂基acfnippon公司?1980年化学处理acfkyno公司?1988年煤沥青基acfosaka公司?1992年acf总产量700ta我国acf发展?中国于20世纪70年代末期开展了对活性炭纤维的研究工作基本上采用跟踪法总体落后于国际水平形成规模的主要有黏胶基和聚丙烯腈基其他系列的活性炭纤维如沥青基等以及空心活性炭纤维年代末期开展了对活性炭纤维的研究工作基本上采用跟踪法总体落后于国际水平形成规模的主要有黏胶基和聚丙烯腈基其他系列的活性炭纤维如沥青基等以及空心活性炭纤维活性炭纤维纸活性炭纤维纸等特殊结构的活性炭纤维也在研究中
活性炭纤维毡
• 具有较高的拉伸强度，可达300 MPa以上
• 具有较高的孔隙率，可达**90%**以上
• 具有较好的弯曲强度，可达100 MPa以上
• 具有较好的热稳定性，可在200℃以下使用
• 具有较好的压缩强度，可达150 MPa以上
活性炭纤维毡的热性能与电性能
活性炭纤维毡的热性能
• 具有较高的热稳定性，可在200℃以下使用
• 用于制作创伤敷料，提供抗菌消炎作用
⌛️
活性炭纤维毡在新能源领域的应用
• 用于制造超级电容器，提供高电容量和高功率密度
• 用于制造氢燃料电池，提供高质子传导性和高热稳定性
04
活性炭纤维毡的市场需求与产业发展
活性炭纤维毡的市场需求与趋势
活性炭纤维毡的市场需求
活性炭纤维毡的市场趋势
• 随着环保意识的提高，活性炭纤维毡在环保领域的需求
03
活性炭纤维毡的性能优化与应用拓展
活性炭纤维毡的性能优化方法与策略
活性炭纤维毡的性能优化方法
• 表面改性：提高活性炭纤维毡的吸附性能
• 掺杂改性：提高活性炭纤维毡的电性能
• 复合改性：提高活性炭纤维毡的综合性能
活性炭纤维毡的性能优化策略
• 针对不同应用需求，选择合适的改性方法
• 优化改性工艺，提高改性效果
• 政府应加大对活性炭纤维毡产业的支持力度，推动产业
前景广阔
技术创新
• 随着科技的发展，活性炭纤维毡在其他领域的应用潜力
• 政府应加强对活性炭纤维毡产业的监管，确保产品质量
巨大
和环保要求
CREATE TOGETHER
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活性炭纤维毡的制备原料
活性炭纤维(完整)方
1.活性炭纤维优良的吸附性能：
吸附容量大，达到吸附平衡的速率快，对有机
蒸气的吸附量比粒状活性炭大几倍甚至几十倍；
吸附脱附速度快，再生容易，不易粉化； 吸附力强、吸附完全，特别适用于吸附去除
ppm、ppb级乃至更低浓度的水中有机物； 具有氧化还原能力，可将贵金属离子及H92+等
离子还原为低价离子或金属单质。
1. 活性炭纤维与颗粒状活性炭的区别：
活性炭：活性炭含有大孔，中孔和微孔，其吸附主要为物理
吸附，吸附过程一般分为3个阶段：外部扩散 、内部扩散、 吸 附反应。主要影响吸附速率的是前两个阶段。
活性炭纤维：大量的微孔直接开于表面。 没有内部扩散阶段。
吸附过程只有两步：外部扩散、吸附反应。没有内部扩散阶段。 此外，活性炭纤维的主要成分是C，但也存在微量的杂质原 子，包括O、H，此外还有N、S等。它们与C结合形成相应的官 能团，其中以含氧基团在活性炭纤维表面含量较为丰富。这些 特征赋予炭纤维具有优良的吸附性能：
ACF碳纤维和其他活性炭材料吸附能力对比
粉末活性炭（Pac）<活性炭棒（CTO）<颗粒活性炭（GAC）<碳纤维（ACF）
三.活性炭的合成方法及原理
1.合成方法 ：目前用作活性炭纤维前驱体的有机纤维主要 有粘胶基、聚丙烯睛基、沥青基、酚醛基四种，除此之外 ，还有采用其他原料制成的，如聚偏二氯乙烯、聚酞亚胺 纤维、PBO纤维、聚苯乙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚氯乙 烯基、PVA基等，不同的原料纤维有不同的炭化和活化特 性，制成的活性炭纤维的特点有所不同 2.原理：活性炭纤维是经过活化的含碳纤维，将某种含碳 纤维，经过高温活化（不同的活化方法活化温度不一样） ，使其表面产生纳米级的孔径，增加比表面积，从而改变 其物化特性。
活性炭纤维课件
结 构与 的 孔
脱硫性能
使吸附质分子不需穿过象活性炭上的大孔、中孔而直接到达微 孔的吸附部位,缩短了吸附行程。再者ACF 的外表面积大,在外面 的孔口多,容易使分子吸附和脱附,且孔径分布窄(图2) 。
图2
ACF 与GAC 的孔径分布
脱硫性能
因此ACF 具有常规活性碳无法比拟的优越性,较典型的例子是将ACF应 用于烟气脱硫。ACF 连续脱除烟气中SO2 的原理如下(见图3)。
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用作氧化还原剂
氧化还原功能是ACF 的基本特征之一。曾汉民等对此开展 了大量的研究工作,取得了一系列重要成果。ACF可以作还 原剂,也可成为氧化剂。与普通还原剂不同,ACF 对不同的 氧化金属离子具有不同的氧化还原容量。与弱氧化性的金 属离子反应后的ACF 还可进一步与强氧化性离子进行氧化 还原反应。由于ACF 对Au3 + 、Ag+ 、Pd4 + 等贵金属离 子具有较好的氧化还原吸附性能,能够将高价态金属离子还 原成低价态,以至单质金属,而且所得单质金属呈纳米状态 负载于ACF 上。因此在贵金属的回收、分离及其再利用等 领域得到广泛应用。
阶段二 在20世纪60年代初期，人们开始探索用有机纤维为原料制备活性炭纤维， 在高性能碳纤维研究的基础上，这种新型的碳吸附材料得以问世。它与传 统的活性碳相比，具有独特的微孔结构，并兼具有纤维的各种特性，给工 程应用和工艺设备的优化创造了条件。活性碳纤维的优异性能和广泛的应 用前景，促使活性碳纤维的研究、开发和应用取得了飞速的发展。
活性炭纤维
为例， 以PAN为例，其制配工艺示意图如下： 为例 其制配工艺示意图如下：
预处理→炭化 活化 添加剂→结构控制方法 预处理 炭化→活化 添加剂 结构控制方法 工艺设备 炭化 活化→添加剂 结构控制方法→工艺设备
1.预处理预处理主要有盐浸渍和预氧化两种方式。盐浸渍是将原料纤维充分浸渍在盐(磷 预处理预处理主要有盐浸渍和预氧化两种方式。盐浸渍是将原料纤维充分浸渍在盐 磷 预处理预处理主要有盐浸渍和预氧化两种方式 酸盐、碳酸盐、硫酸盐等)溶液中 然后使其干燥。 溶液中， 酸盐、碳酸盐、硫酸盐等 溶液中，然后使其干燥。预氧化处理一般采用空气预氧化的方 原料纤维在一定的温度范围内，缓慢预氧化一定时间， 法，原料纤维在一定的温度范围内，缓慢预氧化一定时间，或者按照一定升温程序升温 预氧化。预氧化主要是为了防止PAN纤维、沥青纤维等高温炭化和活化时发生熔融并丝。 预氧化。预氧化主要是为了防止 纤维、沥青纤维等高温炭化和活化时发生熔融并丝。 纤维 2.炭化是在惰性气体 如氮气或氩气等 环境下于 炭化是在惰性气体(如氮气或氩气等 环境下于800～1000℃对纤维进行热处理，排除大 炭化是在惰性气体 如氮气或氩气等)环境下于 ～ ℃对纤维进行热处理， 部分非碳成分，形成具有类似石墨微晶结构的炭化纤维。 部分非碳成分，形成具有类似石墨微晶结构的炭化纤维。 3.活化是在高温下用氧化性气体刻蚀炭化纤维，使所得ACF具有理想的微孔结构和较高 活化是在高温下用氧化性气体刻蚀炭化纤维，使所得 活化是在高温下用氧化性气体刻蚀炭化纤维 具有理想的微孔结构和较高 的比表面积。 的比表面积。 4. 增加不同的添加剂，可以做到增加过程的速率、降低活化温度、增加纤维强度和弹性 增加不同的添加剂，可以做到增加过程的速率、降低活化温度、 模量、 模量、增加纤维吸附容量等 5.结构控制：ACF的合成工艺和产品结构会因原料不同而不同。为了获得收率高、强度好、 结构控制： 的合成工艺和产品结构会因原料不同而不同。 结构控制 的合成工艺和产品结构会因原料不同而不同 为了获得收率高、强度好、 吸附性能优良的产品，应选择相宜的原料纤维以及炭化和活化条件。 吸附性能优良的产品，应选择相宜的原料纤维以及炭化和活化条件。 6.工艺设备在 工艺设备在ACF的制配中至关重要。英国人发明一种竖立式结构，沿壁面用电加热器加 的制配中至关重要。 工艺设备在 的制配中至关重要 英国人发明一种竖立式结构， 碳化活化一次完成。 热，碳化活化一次完成。而我国目前活性炭纤维的生产仍处于间歇生产或半间歇阶段 。
预处理→炭化 活化 添加剂→结构控制方法 预处理 炭化→活化 添加剂 结构控制方法 工艺设备 炭化 活化→添加剂 结构控制方法→工艺设备
1.预处理预处理主要有盐浸渍和预氧化两种方式。盐浸渍是将原料纤维充分浸渍在盐(磷 预处理预处理主要有盐浸渍和预氧化两种方式。盐浸渍是将原料纤维充分浸渍在盐 磷 预处理预处理主要有盐浸渍和预氧化两种方式 酸盐、碳酸盐、硫酸盐等)溶液中 然后使其干燥。 溶液中， 酸盐、碳酸盐、硫酸盐等 溶液中，然后使其干燥。预氧化处理一般采用空气预氧化的方 原料纤维在一定的温度范围内，缓慢预氧化一定时间， 法，原料纤维在一定的温度范围内，缓慢预氧化一定时间，或者按照一定升温程序升温 预氧化。预氧化主要是为了防止PAN纤维、沥青纤维等高温炭化和活化时发生熔融并丝。 预氧化。预氧化主要是为了防止 纤维、沥青纤维等高温炭化和活化时发生熔融并丝。 纤维 2.炭化是在惰性气体 如氮气或氩气等 环境下于 炭化是在惰性气体(如氮气或氩气等 环境下于800～1000℃对纤维进行热处理，排除大 炭化是在惰性气体 如氮气或氩气等)环境下于 ～ ℃对纤维进行热处理， 部分非碳成分，形成具有类似石墨微晶结构的炭化纤维。 部分非碳成分，形成具有类似石墨微晶结构的炭化纤维。 3.活化是在高温下用氧化性气体刻蚀炭化纤维，使所得ACF具有理想的微孔结构和较高 活化是在高温下用氧化性气体刻蚀炭化纤维，使所得 活化是在高温下用氧化性气体刻蚀炭化纤维 具有理想的微孔结构和较高 的比表面积。 的比表面积。 4. 增加不同的添加剂，可以做到增加过程的速率、降低活化温度、增加纤维强度和弹性 增加不同的添加剂，可以做到增加过程的速率、降低活化温度、 模量、 模量、增加纤维吸附容量等 5.结构控制：ACF的合成工艺和产品结构会因原料不同而不同。为了获得收率高、强度好、 结构控制： 的合成工艺和产品结构会因原料不同而不同。 结构控制 的合成工艺和产品结构会因原料不同而不同 为了获得收率高、强度好、 吸附性能优良的产品，应选择相宜的原料纤维以及炭化和活化条件。 吸附性能优良的产品，应选择相宜的原料纤维以及炭化和活化条件。 6.工艺设备在 工艺设备在ACF的制配中至关重要。英国人发明一种竖立式结构，沿壁面用电加热器加 的制配中至关重要。 工艺设备在 的制配中至关重要 英国人发明一种竖立式结构， 碳化活化一次完成。 热，碳化活化一次完成。而我国目前活性炭纤维的生产仍处于间歇生产或半间歇阶段 。
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活性炭纤维(完整)方共35页文档
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
谢谢！Leabharlann 61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
谢谢！Leabharlann 61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
活性炭及活性炭纤维的结构和净水原理
活性炭及活性炭纤维的结构和净水原理
发布时间：2014-1-8 阅读：19次
活性炭(简称AC)在制造过程中形成大量的微孔，由不同尺寸的孔组成，呈多分散型分布，表面具有各种官能团。
由于色散力的存在，杂质、离子及细菌等通过活性炭层时，被微孔吸附或者与官能团组合而与原水分离，从而使出水水质得到净化。
活性炭纤维(简称ACF)实际上是一种新一代活性炭，其由高分子含碳有机物经预处理，炭化、活化而成。
基本性能与活性炭相似，但与活性炭相比具有以下优点：
1、更为纤细的形态，纤维直径为10-305m，孔隙直接开口与纤维表面，外表面积比活性炭高两个数量级；
2、特殊的细孔结构，无大孔，呈单分散型分布，比表面积远比活性炭大，比活性炭具有更好的吸附性能；
3、经处理可以有各种不同的表面化学结构，使之具有杀菌、除臭、除重金属离子等特殊的净化功能。
活性炭纤维
创新手报告 ——主题分析报告
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北京万方软件股份有限公司
2014-06-04
报告目录
报告核心要素......................................................................................................... I 一、主题简介........................................................................................................ 1 二、主题相关科研产出总体分析........................................................................ 1 2.1 文献总体产出统计 ................................................................................ 1 2.2 学术关注趋势分析 ................................................................................ 2 三、主题相关科技论文产出分析........................................................................ 2 3.1 中文期刊论文 ........................................................................................ 2 3.1.1 近十年中文期刊论文分布列表 ................................................. 2 3.1.2 中文期刊论文增长趋势 ............................................................. 3 3.1.3 发文较多期刊 ............................................................................. 4 3.1.4 发文较多的机构 ......................................................................... 4 3.1.5 发文较多的人物 ......................................................................... 5 3.1.6 核心期刊分布数量对比 ............................................................. 5 3.1.7 最近相关中文期刊论文 .............................................................. 6 3.1.8 被引较多的相关期刊论文 .......................................................... 7 3.2 学位论文 ................................................................................................ 9 3.2.1 近十年学位论文年代分布列表 ................................................. 9 3.2.2 学位论文增长趋势 ................................................................... 10 3.2.3 硕博学位论文数量对比 ........................................................... 10 3.2.4 发文较多的机构 ....................................................................... 11 3.2.5 发文较多的人物 ....................................................................... 11 3.2.6 最近相关学位论文 ................................................................... 12 3.3 中文会议论文 ...................................................................................... 13 3.3.1 近十年中文会议论文年代分布列表 ....................................... 13 3.3.2 中文会议论文增长趋势 ........................................................... 13 3.3.3 中文会议论文主办单位分布 ................................................... 14 3.3.4 发文较多的机构 ....................................................................... 14 3.3.5 发文较多的人物 ........................................................................ 15 3.3.6 最近相关中文会议论文 ............................................................ 16 3.4 外文期刊论文 ...................................................................................... 17 3.4.1 近十年外文期刊论文年代分布列表 ....................................... 17 3.4.2 外文期刊论文增长趋势 ........................................................... 18 3.4.3 最近相关外文期刊论文 ........................................................... 18 3.5 外文会议论文....................................................................................... 21
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2014-06-04
报告目录
报告核心要素......................................................................................................... I 一、主题简介........................................................................................................ 1 二、主题相关科研产出总体分析........................................................................ 1 2.1 文献总体产出统计 ................................................................................ 1 2.2 学术关注趋势分析 ................................................................................ 2 三、主题相关科技论文产出分析........................................................................ 2 3.1 中文期刊论文 ........................................................................................ 2 3.1.1 近十年中文期刊论文分布列表 ................................................. 2 3.1.2 中文期刊论文增长趋势 ............................................................. 3 3.1.3 发文较多期刊 ............................................................................. 4 3.1.4 发文较多的机构 ......................................................................... 4 3.1.5 发文较多的人物 ......................................................................... 5 3.1.6 核心期刊分布数量对比 ............................................................. 5 3.1.7 最近相关中文期刊论文 .............................................................. 6 3.1.8 被引较多的相关期刊论文 .......................................................... 7 3.2 学位论文 ................................................................................................ 9 3.2.1 近十年学位论文年代分布列表 ................................................. 9 3.2.2 学位论文增长趋势 ................................................................... 10 3.2.3 硕博学位论文数量对比 ........................................................... 10 3.2.4 发文较多的机构 ....................................................................... 11 3.2.5 发文较多的人物 ....................................................................... 11 3.2.6 最近相关学位论文 ................................................................... 12 3.3 中文会议论文 ...................................................................................... 13 3.3.1 近十年中文会议论文年代分布列表 ....................................... 13 3.3.2 中文会议论文增长趋势 ........................................................... 13 3.3.3 中文会议论文主办单位分布 ................................................... 14 3.3.4 发文较多的机构 ....................................................................... 14 3.3.5 发文较多的人物 ........................................................................ 15 3.3.6 最近相关中文会议论文 ............................................................ 16 3.4 外文期刊论文 ...................................................................................... 17 3.4.1 近十年外文期刊论文年代分布列表 ....................................... 17 3.4.2 外文期刊论文增长趋势 ........................................................... 18 3.4.3 最近相关外文期刊论文 ........................................................... 18 3.5 外文会议论文....................................................................................... 21
活性炭纤维
活性炭纤维（Activated Carbon Fibers ACF）活性炭纤维，亦称纤维状活性炭，是性能优于活性炭的高效活性吸附材料和环保工程材料。
它是有纤维状前驱体，经一定的程序碳化活化而成。
较高的技术含量和较高的产品附加值是其主要特征，可使吸附装置小型化，吸附层薄层化，吸附漏损小，效率高，节能经济，可以完成颗粒活性炭无法实现的工作，是任何其它类型的活性炭纤维无法比拟的，性能出类拔萃的活性吸附材料和环保工程材料。
结构活性炭纤维（ACF）是用天然纤维或人造有机化学纤维经过碳化制成。
主要成分是C 但也存在微量的杂质原子，包括O、H此外还有N、S等。
它们与C 结合形成相应的官能团，其中以含氧基团在活性炭纤维表面含量较为丰富。
碳原子主要以类似石墨微晶片、乳层堆叠的形式存在。
ACF另一引人注目的结构是具有发达的比表面积，丰富的微孔径。
一般活性炭纤维（ACF）的比表面积可达1500-2000m2/g，甚至更高；微孔体积90%左右，其微孔孔径为10A-40A。
活化机理活化剂有选择性地与非晶碳、晶格缺陷处和晶棱上的碳原子发生氧化反应，形成挥发性气体而使碳消耗，并向纵深处蚀刻，在炭纤维的表面处留下孔洞，从而增大了ACFs的表面积。
以水蒸气作为活化剂为例，可将炭纤维活化过程分为三个阶段：(1)氧化反应由炭纤维外表面逐渐扩展到内部，炭纤维表面氧化物和矿物等杂质上所吸附的水分子制约碳的氧化；(2)炭纤维原有的大孔结构的暴露，减轻水分子向炭纤维深部扩展，并保证化学反应在炭纤维全部体积中进行；(3)连通孔隙系统形成，使活化过程的速度受水蒸气向炭纤维孔隙内扩散速度的制约。
活化技术当前的活化技术主要分为两大类：物理活化和化学活化。
物理活化：又称气体活化法，在活化过程中不发生化学键的断裂和生成。
它是在炭纤维炭化后，再在600—1200o C高温下活化制得ACF。
使用的活化剂主要有水蒸气、二氧化碳、氧气等气体。
物理活化的优点在于使用的活化剂成本低，并且对环境的污染小，缺点在于它产生的活性炭纤维的得率低于化学活化的得率，并且制得的活性炭纤维的平均孔径比化学活化的大。
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ACF碳纤维和其他活性炭材料吸附能力对比
粉末活性炭（Pac）<活性炭棒（CTO）<颗粒活性炭（GAC）<碳纤维（ACF）
三.活性炭的合成方法及原理
1.合成方法 ：目前用作活性炭纤维前驱体的有机纤维主要 有粘胶基、聚丙烯睛基、沥青基、酚醛基四种，除此之外 ，还有采用其他原料制成的，如聚偏二氯乙烯、聚酞亚胺 纤维、PBO纤维、聚苯乙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚氯乙 烯基、PVA基等，不同的原料纤维有不同的炭化和活化特 性，制成的活性炭纤维的特点有所不同 2.原理：活性炭纤维是经过活化的含碳纤维，将某种含碳 纤维，经过高温活化（不同的活化方法活化温度不一样） ，使其表面产生纳米级的孔径，增加比表面积，从而改变 其物化特性。
3）大气治理和空气净化
4）应用于医学领域 5）有机合成催化剂或催化剂载体
1、饮用水的净化
ACF的微孔孔径具有可调节性，可以针对不同的有机微污
染物，选择性的设计出具有不同吸附性能的ACF，从而能 够去除水源中的各种污染物质。 ACF对水质混浊有明显的澄清作用，可以除去水中的异臭、 异味；对氰、氯、氟、酚等有机化合物去除率达90％以上， 对细菌有极好的过滤效果，如大肠杆菌去除率达98％。
四.活性炭的加工工艺
目前活性炭纤维的生产主要是聚丙烯腈基和沥
青基、黏胶基，其他炭纤维很少。 活性炭纤 维生产加工工艺如下1)浸渍(预处理)；2)氧化 工艺；3)碳化工艺；4)活化工艺，活化时尽可 能多地造孔，形成多孔结构
活性炭纤维加工工艺流程图
五.活性炭纤维应用情况
1）废水治理及水净化 2）回收溶剂
1.活性炭纤维优良的吸附性能：
吸附容量大，达到吸附平衡的速率快，对有机
蒸气的吸附量比粒状活性炭大几倍甚至几十倍；
吸附脱附速度快，再生容易，不易粉化； 吸附力强、吸附完全，特别适用于吸附去除
ppm、ppb级乃至更低浓度的水中有机物； 具有氧化还原能力，可将贵金属离子及H92+等
离子还原为低价离子或金属单质。
二、 ACF的结构及性能
主要性能:1)活性炭纤维（简称./0）是一种表面超微粒子 ，具有不规则的结构和纳米空间混合的体系 2) 主要发育了大量的微孔，都直接开于表面。 因此，活性炭纤维具有很大的比表面积（多数在1000～1 500㎡／g）。此外，活性炭纤维的主要成分是C，但也存 在微量的杂质原子，包括O、H，此外还有N、S等。它 们与C结合形成相应的官能团，其中以含氧基团在活性 炭纤维表面含量较为丰富。
2.传统活性炭与活性炭纤维结 构 对比
3.活性炭纤维的特点
比表面积大，以微孔为主、孔径分布均匀； 加工成型性好，可制成无纺布、布、纸、毡等； 具有较高强度，不易粉化，不造成二次污染； 吸附能力强，吸附容量大； 吸附、脱附速度快； 对低浓度物质具有良好吸附能力，避免漏吸； 具有较强的氧化还原能力，可用于贵金属回收； 含氮ACF对含硫有机物具有特殊吸附能力。
二、 ACF的结构及性能
微孔形结构：微孔半径在2nm以下，其孔径分布窄，特殊的细 孔呈单分散分布，由不同尺寸的微细孔隙组成其结构，并且中 孔、小孔扩散呈现出多分散型分布，在各细孔结构中的差别较 大，其主要原因在于原料的不同。 表面化学结构:炭的固体表面原子呈不饱和结构，其具有独特的 表面化学性能，其微晶在比燃烧温度低时易于与氧化介质发生 反应生成氧化产物，主要有羧基、酚基、醌基等含氧基团及含 硫基、氮元素、卤素等管能团，其表面 酸性与吸附平衡有密切的关系。
活性炭纤(ACF)
第一小组编制
主要内容：
一.简介活性炭纤维（ACF）
二.ACF的结构，组成，性能
三.ACF的合成方法和原理 四.ACF的加工工艺
五.ACF的应用情况
六.ACF深入研究方向 七.ACF的回收利用，再生途径及发展趋势
一.活性炭纤维ห้องสมุดไป่ตู้述
活性炭纤维( ACF) 是20世纪60~70年代发 展起来的一种新型高效吸附剂, 它以木质素、 纤维素、酚醛纤维、聚丙烯纤维、沥青纤维等 为原料, 经炭化和活化制得。在环保领域应用 的碳材料先后出现过活性炭粉末( PAC) 、颗粒 活性炭( GAC) 以及将活性炭粒子热熔或粘附 在玻璃纤维或有机纤维上的纤维活性炭( FAC) 。 与传统的GAC、PAC、FAC不同, 活性炭纤维 ( ACF)是由有机纤维经炭化、活化而得到。
1. 活性炭纤维与颗粒状活性炭的区别：
活性炭：活性炭含有大孔，中孔和微孔，其吸附主要为物理
吸附，吸附过程一般分为3个阶段：外部扩散 、内部扩散、 吸 附反应。主要影响吸附速率的是前两个阶段。
活性炭纤维：大量的微孔直接开于表面。 没有内部扩散阶段。
吸附过程只有两步：外部扩散、吸附反应。没有内部扩散阶段。 此外，活性炭纤维的主要成分是C，但也存在微量的杂质原 子，包括O、H，此外还有N、S等。它们与C结合形成相应的官 能团，其中以含氧基团在活性炭纤维表面含量较为丰富。这些 特征赋予炭纤维具有优良的吸附性能：
ACF在净水器中的应用 日本酸素氧气公司和三菱人造丝公司开发的多功能超小型
净水器，具有过滤除臭、灭菌和变硬水为软水的功能，还 可把江水、河流湖泊水直接变为饮用水。 东邦人造丝公司用聚丙烯腈基ACF生产家用净水器，还和 可乐丽公司共同开发了用于水厂和糖厂的净水装置，可脱 色、脱臭和除去有机物 沈阳和天津也已逐步使用ACF制作的小型家用净水器。
二、活性炭纤维的结构及组成
活性碳纤维的纤维直径为5~20μm，比表面积平均 在1000~1500m2/g左右，平均孔径在1.0~4.0nm，微孔 均匀分布于纤维表面。与活性炭相比，活性碳纤维微孔 孔径小而均匀，结构简单，对于吸附小分子物质吸附速 率快，吸附速度高，容易解吸附。与被吸附物的接触面 积大，且可以均匀接触与吸附，使吸附材料得以充分利 用。效率高，且具有纤维、毡、布和纸等各种纤细的表 态，孔隙直接开口在纤维表面，其吸附质到达吸附位的 扩散路径短，且本身的外表面积较内表面积高出两个数 量级。对于有些大分子或颗粒物质，如二恶英、粉尘等， 体积已经接近乃至大于活性碳纤维微孔体积，难以被吸 附，相比较活性炭更占有优势。