纳米活性炭纤维
活性炭纤维(完整)方
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；
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生活常识：活性碳纤维与活性炭两者之间的区别
什么是活性碳纤维？活性碳纤维是经过活化的含碳纤维，将某种含碳纤维（如酚醛基纤维、PAN基纤维、黏胶基纤维、沥青基纤维等）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。
活性碳纤维与活性炭，两个tan字不一样，前者带有石字旁，表示含碳元素的一类纤维，与非含碳纤维（如玻璃纤维）相对；而后者不带有石字旁，表示具体的物质，如煤炭、焦炭等。
下面让我们一起来了解下活性碳纤维的相关知识介绍吧！
什么是活性碳纤维？活性碳纤维是经过活化的含碳纤维，将某种含碳纤维（如酚醛基纤维、PAN基纤维、黏胶基纤维、沥青基纤维等）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。
活性碳纤维与活性炭，两个tan字不一样，前者带有石字旁，表示含碳元素的一类纤维，与非含碳纤维（如玻璃纤维）相对；而后者不带有石字旁，表示具体的物质，如煤炭、焦炭等。
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活性碳纤维定义
传统的活性炭是一种经过活化处理的多孔炭，为粉末状或颗粒状，而活性碳纤维则为纤维状，纤维上布满微孔，其对有机气体吸附能力比颗粒活性炭在空气中高几倍至几十倍，在水溶液中高5~6倍，吸附速率快100~1000倍！没有确切数值，这与活性碳纤维的种类、制作工艺等有关。
它是继活性炭之后新一代的吸附材料，它的使用只是近20多年的事，世界上只有少数国家能够生产。
它的制品可以是丝、纸、毡、布等形
1。
纳米碳纤维的功能和应用
纳米碳纤维的功能和应用
纳米碳纤维是一种新型的高性能材料，具有许多独特的物理和化学性质，如高强度、高刚度、轻质、良好的导电性和导热性等。
这些特性使得纳米碳纤维在许多领域都有广泛的应用。
在航空航天领域，纳米碳纤维可以用于制造航天器外壳、发动机部件、飞机翼等，以提高飞行器的强度、刚度和稳定性，同时减轻重量，提高燃油效率。
此外，纳米碳纤维在汽车工业中也有广泛应用，如制造汽车零部件、车身、车轮等，可以提高汽车的强度和刚度，降低重量，提高燃油效率。
在电子领域，纳米碳纤维可以用于制造电子产品外壳、电路板、电池等，可以提高产品的强度和刚度，减轻重量，提高性能。
此外，纳米碳纤维还可以用于制造体育器材、医疗器械、环保设备等领域。
例如，纳米碳纤维可以用于制造高尔夫球杆、自行车车架等，以提高产品的强度和刚度，降低重量；也可以用于制造医疗器械和康复器械等，以提高产品的强度和刚度，提高舒适性和稳定性。
总之，纳米碳纤维作为一种高性能材料，在许多领域都有广泛的应用前景。
随着技术的不断进步和应用需求的不断增长，纳米碳纤维的应用领域还将不断扩大。
碳纳米纤维
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3
碳纳米纤维 制备方法
制备方法
基体法
化学气相沉积 法
喷淋法
固相合成法
等离子化学气 相沉积法
静电纺丝法
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化学气相沉积法 （CVD法）
• 化学气相沉积法根据使用催化剂的分散状态和种类不同可以分为 基体法、喷淋法、气相流动催化剂法和等离子化学气相沉积法
• 基体法： 在陶瓷或石墨基体上均匀散布纳米催化剂颗粒(多为Fe、Co、Ni等
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The end,thank you!
以上纯属个人意见见解，如有雷同，纯 属巧合
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碳纳米纤维
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1
目录
何为碳纳米纤维
制备方法及其物相分析 应用领域及其优点 不足之处及其改进的方法
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2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
碳纳米纤维
• 碳纳米纤维(Carbon Nanofibers简称CNFs) 是由多层石墨 片卷曲 而成的纤维状纳米炭 材料，它的直径一般 在10nm 至500nm，长 度分布在0.5m～100m， 是介于纳米碳管和普 通碳纤维之间的准一 维碳材料，具有较高 的结晶取向度、较好 的导电和导热性能。
过渡金属)，根据催化剂的催化活性选择适当的反应温度，高温下通 入烃类气体热解，使之分解并析出碳纳米纤维。
基体法可以制备出高纯碳纳米纤维，但制备纳米级催化剂颗粒困难， 一般颗粒直径较大，较难制备细直径的碳纳米纤维。
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制备流程
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成品图样
采用纳米碳纤维模 板法制备得到固化 在SiO2纤维上的纤 维状纳米锰酸镧 (LaMnO3)材料。
纳米碳纤维及其应用
功能材料论文：纳米碳纤维及其应用学校：上海电力学院班级：应用化学110103姓名：***学号：ys**********纳米碳纤维及其应用摘要：作为一种新型碳基纳米材料，纳米碳纤维由于具有优异物理化学性能和可控微结构受到越来越多研究者的重视。
本文主要介绍了纳米碳纤维的现状与发展，包括纳米碳纤维的制备、性能与应用。
并讨论了纳米碳纤维的市场和发展前景。
关键词：纳米碳纤维；性能；应用；发展前景一、前言作为高性能纤维的一种，碳纤维既有碳材料的固有本征。
又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代军民两用新材料，已广泛用于航空航天、交通、体育与休闲用品、医疗、机械、纺织等各领域。
纳米碳纤维是当代纤维研究领域的前沿课题。
也是一项多学科交叉、多技术集成的系统工程。
纳米碳纤维(Carbon Nanofibers 简称CNF)是化学气象生长碳纤维的一种形式，是由通过裂解气相碳氢化合物制备的非连续石墨纤维。
纳米碳纤维的研究开始于1991年，日本科学家饭岛利用高分辨电子显微镜在石墨棒放电所形成的阴极沉积物中发现纳米碳纤维，自从发现了纳米碳纤维，它就引起了理论研究者以及工业应用者的兴趣。
纳米碳纤维/聚合物基复合材料在世界范围内的研究工作刚刚起步，我国亦在进行跟踪研究。
从物理尺寸、性能和生产成本来看纳米碳纤维的构成是以碳黑、富勒烯、单壁和多壁纳米碳管为一端，以连续碳纤维为另一端链节中的一环。
纳米碳纤维的直径在50～200nm之间，但目前不少研究工作者把直径在100nm以下的中空纤维称之为纳米碳管，亦即纳米碳纤维的直径介于纳米碳管和气相生长碳纤维之间[1]。
与纳米碳管相比纳米碳纤维的制备更易于实现工业化生产。
CNFs除了具有CVD法碳纤维低密度、高比模量、高比强度、高导电、热稳定性等特性外，还具有缺陷数量非常少、长径比大、比表面积大、结构致密等优点。
由于纳米碳纤维具有许多优异的物理和化学性质，因此可应用于电子器件、聚合物添加剂、储能材料、催化剂载体、电磁屏蔽材料、防静电材料、电磁波吸收材料等诸多领域。
2024年活性碳纤维(ACF)市场发展现状
2024年活性碳纤维（ACF）市场发展现状1. 简介活性碳纤维（ACF）是一种具有高孔隙度和大比表面积的纤维材料。
它由活性碳纤维原料经过高温炭化和气体活化处理而成。
ACF在吸附、催化、导电等领域有广泛应用，并且由于其独特的性能，在新能源、环境保护、医疗等领域的需求不断增长。
2. 市场规模根据市场调研数据显示，活性碳纤维（ACF）市场近年来呈现出快速增长的趋势。
截至目前，全球ACF市场规模已达到XX亿美元，并预计未来几年将保持稳定增长。
3. 主要应用领域3.1 吸附材料活性碳纤维作为一种优秀的吸附材料，在水处理、空气净化等领域中得到广泛应用。
其大比表面积和孔隙结构能够有效吸附有害物质，提高净化效果。
随着城市化进程和环境污染的加剧，吸附材料市场需求将继续增长。
3.2 电池材料ACF在电池材料中有着重要的应用。
其高导电性和良好的储能性能使得活性碳纤维成为电池生产的理想材料。
目前，锂离子电池等新能源电池的快速发展推动了ACF 市场的增长。
3.3 催化剂载体活性碳纤维常被用作催化剂的载体。
其大孔隙结构和高比表面积有利于催化剂的分散和反应过程的进行。
在化工、石油等领域，催化剂载体的需求日益增长，带动了ACF市场的发展。
3.4 医疗领域活性碳纤维在医疗领域有广泛的应用，如人工器官、生物医学材料等。
其生物相容性和孔隙结构的特点使其成为医疗材料的理想选择。
随着人口老龄化程度的加剧和医疗技术的进步，ACF在医疗领域的市场将持续增长。
4. 市场发展趋势未来ACF市场的发展将呈现以下趋势：4.1 高性能化随着技术的不断进步，活性碳纤维的性能将不断提升。
纤维材料的制备工艺和表面改性技术的创新将使ACF具备更好的吸附性能、导电性能和化学稳定性，满足不同领域的需求。
4.2 新能源需求增长新能源领域对ACF的需求将继续增长。
随着可再生能源的快速发展，对电池和储能材料的需求将增加，进一步推动ACF市场的扩大。
4.3 环保意识提高全球环保意识的提高将促进活性碳纤维在污染治理和环境保护领域的应用。
碳纳米纤维 电催化co2还原
碳纳米纤维在电催化二氧化碳还原方面有一些有趣的应用。
电催化二氧化碳还原是一种将二氧化碳转化为有价值的化学物质或燃料的过程。
碳纳米纤维具有一些独特的性质，使其成为电催化二氧化碳还原的有吸引力的材料。
它们通常具有高的比表面积，这意味着可以提供更多的反应表面，有助于提高催化效率。
此外，碳纳米纤维的导电性也很好，这对于电催化反应非常重要。
研究人员通常会将碳纳米纤维与其他催化剂（如金属或金属氧化物）结合使用，以提高二氧化碳还原的效率和选择性。
这些催化剂可以促进电子传递和反应动力学，使二氧化碳更容易被还原成目标产物，例如一氧化碳、甲酸或其他碳氢化合物。
电催化二氧化碳还原是一个活跃的研究领域，科学家们正在努力开发更高效、选择性更好的催化剂和电催化体系，以实现可持续的二氧化碳转化和利用。
纳米活性炭纤维电极去除水中Cr(Ⅵ)与Ni(Ⅱ)的研究
纳米活性炭纤维电极去除水中Cr（Ⅵ）与Ni（Ⅱ）的研究纳米活性炭纤维电极去除水中Cr（Ⅵ）与Ni（Ⅱ）的研究摘要：本研究以纳米活性炭纤维电极为材料，通过电化学法对水中的Cr（Ⅵ）与Ni（Ⅱ）进行去除。
研究结果表明，纳米活性炭纤维电极具有良好的去除效果，并且其性能稳定且可再生。
通过对纳米活性炭纤维电极的表征，确定了其去除效率以及各种因素对去除效果的影响。
本研究为水处理领域提供了一种高效、低成本、环境友好的方法，具有重要的应用前景。
关键词：纳米活性炭纤维电极；Cr（Ⅵ）；Ni（Ⅱ）；电化学去除1. 引言重金属污染对人类健康和环境安全造成了严重的威胁，其中Cr（Ⅵ）和Ni（Ⅱ）被认为是重要的有害污染物。
传统的水处理方法，如沉淀、吸附、氧化还原等存在一定的局限性，且成本较高。
因此，寻找一种高效、低成本、环境友好的方法去除水中的Cr（Ⅵ）和Ni（Ⅱ）成为研究的热点。
2. 实验方法2.1 材料制备本实验采用化学法合成纳米活性炭纤维，得到具有大比表面积和良好导电性的电极材料。
2.2 实验装置本实验采用电化学法进行去除实验，电极采用纳米活性炭纤维制备，电位和电流采用定电压定电流方式进行调控。
3. 结果与分析3.1 纳米活性炭纤维电极的表征结果展示了其良好的物理化学性质，如大比表面积、孔径分布、导电性等。
3.2 纳米活性炭纤维电极对水中Cr（Ⅵ）与Ni（Ⅱ）的去除效果明显。
在不同电位和电流的条件下，Cr（Ⅵ）和Ni （Ⅱ）的去除率均超过90%。
3.3 调控因素研究表明，电位和电流是影响去除效果的重要因素。
在一定范围内调节电位和电流可以提高去除效率。
4. 结论与展望本研究证明了纳米活性炭纤维电极在去除水中Cr（Ⅵ）和Ni （Ⅱ）方面具有潜在的应用价值。
纳米活性炭纤维电极具有良好的去除效果、性能稳定且可再生的特点，同时具有较低的成本和较好的环境友好性。
然而，本研究还需要进一步研究，包括优化电化学条件、研究其他重金属去除效果等。
活性炭纤维负载纳米La—S／TiO2光催化降解苯酚的研究
的固定化方 面载体 的选 择也是一 个非 常重要 的因 素。一些在搅拌或曝气条件下悬浮 的多孑 性载体 ， Ｌ 如 天 然 沸 石、 漂 珠 、活 性 炭 和 活 性 炭 纤 维 （Ｃｓ Ａ Ｆ） 等 ，因可以增 大液体 的传质速 率 和提 高污染物的去除率 ，Ｅ益受到众多研究者 的青睐。 ｌ 在这些多孔性载体中，Ａ Ｆ 因具有很高的稳定性 、 Ｃｓ 巨大的比表面积、丰富的微孔结构且对有机物分子 有很强 的吸附能力等优点 ，使得其作为催化剂载 Ｊ
而 ，由于纳米颗粒的粒径小 ，表面能量高 ，常以粉 化性 能 。 末状的形态分散在溶液中，很难进行分离 回收 ，从 １ 实验部分 而限制了该技术 的工业化应用 Ｊ 。因此寻找合适 ． 的催化剂载体 以及开发 出有效的负载方法是将纳米 １ １ 实验 原料 光催 化剂 推 向实用 化 的关键 技术 之 一 。 硝酸镧［ ａ Ｎ ３３・ Ｈ Ｏ， Ｒ 、钛酸四丁酯 Ｌ（Ｏ） ６ Ａ ］ 优 良的 载 体 可 改 善 所 担 载 物 质 的 组 织 结 构 （ ｌ ３ＯＴ ，Ｃ ） Ｃ６ ６ 。ｉ Ｐ 、硫 脲 （ Ｈ Ｎ Ｓ Ｒ） Ｈ Ｃ ４ ２ ，Ａ 、无 水 乙 醇（ ６ Ｃ Ｈ Ｏ，Ａ 、苯 酚 （ ６ ６ ｎ） Ｃ Ｈ Ｏ，Ａ ，以 上 试 剂 Ｒ） （ 如增加孔隙、表面积等 ） ，提 高催化剂 活性组 分 的利用率 ，从而提高催化活性 。因此 ，在催化剂 均 由国药集 团上 海 化学 试 剂有 限公 司提供 。 Ｊ
０ 引 言
近年来 ，开发的新型纳米光催化剂 为多相光催 化技术处理有机废水带来了前所未有的机遇 ，未来 的发展将使得多相光催化处理有机废水成为最具有 广阔应用前景 的环境友好型污 水处理 技术… 。然
有强吸附能力 的 Ａ Ｆ 复合 ，通过 Ａ Ｆ 载体 的吸 Ｃｓ Ｃｓ 附与富集作用来进一步提高催化降解效率、解决纳 米粉体催化剂 的固定化 问题是一条行 之有效 的途 径。鉴于此 ， 本研究首次采用浸涂 一 焙烧的简单方 法制得 Ａ Ｆ 负载纳米 Ｌ — ／ ｉ２ Ｃｓ ａ ＳＴＯ 的薄膜 ，以期解 决 Ｌ — ／ ｉ ａ ＳＴＯ 纳米 粉体的 固定化问题 、提高光催
活性炭纤维材料
酚醛基ACF
GAC
1500
900
0.50
0.75
2.4
4-6μm纤维
—
—
表一：ACF与GAC形态特征对比表
ACF的结构与组成
结论：
ACF中经活化生成的空隙90%以上为微孔，这为ACF供了巨大比 表面积，且微孔孔径绝大部分相近，在几纳米至几十纳米范围 内。 颗粒活性炭则含有大量的大孔、过渡孔，孔径呈分散型分布。
ACF的性质
性质三：其他特性
ACF还兼有纤维的各种特性，能制成束、纸、布、毯等形状， 且性能良好。例如，活性炭纤维纸比表面积在原ACF的75% 左右，这样方便了工程应用和工艺简化。另外，很容易在 ACF大表面积上添加金属、盐类，来改变活化工艺，可以针 对特定的ACF产品，用途大大拓宽。
ACF的制备
ACF的性质
活性炭的吸附性
1.吸附量大 对有机气体恶臭，腥臭物质吸附量比粒状活性炭（GAC）大20-30倍。 对水溶液中的无机物，染料，有机物及贵金属离子吸附量比GAC高5—6倍。 对微生物及细菌有优良的吸附能力。如大肠杆菌的吸附率可达94%-99%。 对低浓度吸附质吸附能力特别优良，即使 10-6数量级的吸附质也能保持很 高的吸附率。
Hale Waihona Puke 活性碳纤维产品产品一：净水器过滤芯片
活性碳纤维产品
产品二：活性碳纤维布
ACF的性质
性质二：氧化还原及催化特性
活性炭纤维具有气相催化氧化还原功能。通过用H2SO4活 化ACF，使其表面有催化能力，可以在NH3存在下把NO还 原成N2。 在水溶液中，活性炭纤维可以作为还原剂，也可以作为氧 化剂，这取决于所用体系电位的高低，参与反应的基团种 类和浓度不同，ACF氧化还原容量也不同。
活性碳纤维的特性
活性碳纤维的特性1)吸附量大活性碳纤维对有机气体及恶臭物质（如正丁基硫醇等）的吸附量比粒状活性炭（GAC ）大几倍至十几倍。
对无机气体也有较好的吸附能力。
对水溶液中的无机物、染料、有机物及贵金属的吸附量比GAC 高5—6倍。
对微生物及细菌也有很好的吸附能力（如对大肠杆菌的吸附率可达94—99%）。
对低浓度吸附质的吸附能力特别优良。
如对于吸附质的浓度在几ppm 级时仍可保持很好的吸附量，而GAC 等吸附材料往往在几十ppm浓度时才有良好的吸附能力。
2)吸附速度快对于从气相中吸附气态污染物的吸附速度非常快，对液体的吸附也可很快达到吸附平衡，其吸附速率比GAC 高数十倍至数百倍。
3)再生容易，脱附速度快在多次吸附和脱附过程中，仍能保持原有的吸附性能。
如用120-150℃蒸汽或热空气再生处理ACF 10-30分钟即可达到完全脱附。
4)耐热性好在惰性气体中可耐高温1000℃以上，在空气中的着火点高达500℃以上。
5)耐酸、耐碱，具有较好的导电性能和化学稳定性。
6)灰份少。
7)成型性好，易加工成毡、丝、布、纸等形态。
活性碳纤维的介绍一般传统上所使用的活性炭可分为粉末状活性炭（AC）和颗粒状活性炭(GAC)，上世纪六十年美、日、俄等国家相继研发出第三种形态的活性炭称为活性碳纤维（Activated Carbon Fibers,/ACF）。
国内在七十年代末八十年初,也研发出活性碳纤维。
因为活性炭纤维其表面遍布微孔，以及可经二次加工，成为不同形态的毡及布状的材料，与传统的颗粒炭相比，具有较快的吸附、脱附的速度和更便利的操作维护等优点活性碳纤维（以下简称ACF）的诞生在整个环保产业是一场革命。
ACF是以粘胶基纤维为原料，经高温碳化、活化后制成的纤维状新型吸附材料，与社会上公认的比较好的吸附材料颗粒状活性炭相比，ACF具有以下显著的的特点：（一）、比表面积大，有效吸附量高。
由于同样重量的纤维的表面积是颗粒的近百倍，所以需要填充的活性碳纤维的重量非常小，然而吸附效率却非常高，根据所处理废气的有机气体含量和其它物理特性的不同，吸附效率在85％至98％之间，多级吸附工艺可以达到99.99％,远远高于活性碳颗粒吸附法的最高吸附率88％，而且体积及总重量也都很小。
纳米活性炭纤维处理大型养猪场废水的应用研究
（ １ ＿ 内蒙 古 华 地 方 圆设 计 研 究 有 限 责 任 公 司 ， 内蒙古 赤 峰 ０ ２ ４ ０ ０ ０ ； ２ ． 兰 州 理 工 大 学 土木 工 程 学 院 ， 甘 肃 兰 州 ７ ３ ０ ０ ５ ０ ）
摘 要 ： 纳米 活性炭 纤 维在 处理 大型养猪 场废 水 中具有 净化 效果好 、 去 除氮磷 能 力强 、 工艺设备 简
２ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ， Ｌａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ０ ／ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ， Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ７ ３ ０ ０ ５ ０， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
第 ２ ５卷
第 ３期
甘 肃 科 学 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｇａ ｎ ｓ ｕ Ｓｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ
Ｖｏ Ｉ ． ２ ５ ＮＯ ． ３ Ｓ ｅ ｐ ． ２０ １ ３
２ ０ １ ３年 ９ 月
纳 米 活 性 炭 纤 维 处 理 大 型 养 猪 场 废 水 的 应 用 研 究
关键词 ： 纳米 活性 炭纤 维 ； 生态 系统 ； 养猪 场废 水
中 图分 类 号 ： Ｘ ７ ０ ３ 文 献标 志码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ４ — ０ ３ ６ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ ０ ３ ６ － ０ ３
Ａｎ Ａｐ ｐｌ ｉ ｅ ｄ Ｓ ｔ ｕ ｄｙ ｏ ｎ ｔ ｈｅ ｔ ｈ ｅ Ｐｉ ｇ ｇ ｅ ｒ ｙ Ｗ ａ ｓ ｔ ｅ ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｔｒ ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｂｙ Ｕｓ ｉ ｎｇ Ｎａ ｎｏ 。 ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ａ ｔ ｅ ｄ Ｃａ ｒ ｂ ｏ ｎ Ｆｉ ｂ ｅ ｒ ｓ
什么是纳米碳纤维？石墨碳纤维？
什么是纳米碳纤维？石墨碳纤维？纳米碳纤维(Carbon nanofibers, CNFs)：是直径为50∼200nm，长径比为100 ∼500的新型碳材料。
它填补了常规碳纤维（直径为7 ∼10µm）和单壁碳纳米管（SWNTs）（直径约为1nm）及多壁碳纳米管（MWNTs）（直径为1∼50nm）尺寸上的缺口，具有较高的强度、模量、长径比、热稳定性、化学活性、导电性等特点；另外，纳米碳纤维在成本和产量上与碳纳米管相比都有绝对的优势。
所以在复合材料（包括增强、导电及电磁屏蔽添加剂等）、门控场发射器件、电化学探针、超电容、催化剂载体、过滤材料等领域都有潜在的应用前景。
如：少量加入纳米碳纤维可使芯片的电阻率降到1010Ω·cm，解决静电消散问题；加入少于3%的纳米碳纤维，电阻率可降到104∼106Ω·cm，可以解决面板类电子器件的静电喷漆问题，而加入一般碳纤维往往不能满足该要求，因为一般碳纤维直径太大，使静电喷漆表面太粗糙，纳米碳纤维直径很细，静电喷漆表面可以达到A级光洁度；作为力学性能的增强剂时，纳米碳纤维可以达到连续碳纤维一样的增强效果，而价格则相当于采用玻璃纤维作增强剂，应用在聚合物基复合材料领域可以提高基体的拉伸、冲击强度和模量，并且导电导热性都有大幅度的提高，是电子、汽车、航天航空等领域的理想的增强材料，如：在ABS基体中加入5%（质量分数）的纳米碳纤维Pyrograf III时，纳米碳纤维可在基体中得到很好的分散并发生取向，使基体的拉伸模量提高44 %。
所以近年来对纳米碳纤维的理论和应用研究越来越受到广大研究者们的关注。
石墨碳纤维：通常把2000～3000℃的热处理过程称为石墨化。
炭纤维在此温度下处理所得的纤维称为石墨纤维。
一般炭纤维的炭化温度在1000～1500℃。
热处理到1000℃时其碳含量已达90%～92%，到1200～1500℃时碳含量可达95%左右。
继续升温时，炭纤维中残留的氮、氢等非碳原子进一步被脱除，非芳构化碳减少，六角碳网平面的环数增加，转化为类似石墨层面的组织。
纳米碳纤维是什么材料
纳米碳纤维是什么材料纳米碳纤维是一种新型的碳纤维材料，它具有极高的强度和轻量化特性，被广泛应用于航空航天、汽车制造、体育器材等领域。
那么，纳米碳纤维究竟是什么材料呢？让我们一起来探究一下。
首先，我们需要了解什么是纳米碳纤维。
纳米碳纤维是一种由碳原子构成的纤维材料，其直径在纳米尺度范围内，通常为1-100纳米。
这种纤维材料具有极高的比表面积和机械性能，能够承受极大的拉伸力和压缩力。
与传统的碳纤维相比，纳米碳纤维的强度和刚度更高，同时具有更好的导电性能和热稳定性。
纳米碳纤维的制备方法主要包括化学气相沉积、电纺丝、拉伸法等。
其中，化学气相沉积是目前应用最为广泛的制备方法之一。
通过在高温下使碳原子在气相中发生化学反应，最终形成纳米尺度的碳纤维。
电纺丝则是利用电场将聚合物或者碳纳米管溶液拉伸成纤维，再通过热处理得到纳米碳纤维。
而拉伸法则是将碳纳米管或者石墨烯氧化物进行拉伸，形成纳米尺度的碳纤维。
纳米碳纤维具有许多优异的性能，其中最突出的就是其极高的强度和刚度。
由于其直径在纳米尺度范围内，纳米碳纤维的比表面积非常大，能够提供更多的结构支撑，因此具有优异的拉伸性能。
同时，纳米碳纤维的导电性能也非常优秀，可以应用于电子器件、导电材料等领域。
此外，纳米碳纤维的热稳定性也很高，能够在极端的温度条件下保持良好的性能。
在航空航天领域，纳米碳纤维被广泛应用于制造航空器的结构材料。
由于其轻量化和高强度的特性，可以大幅减轻飞机的重量，提高燃油利用率，同时保证飞机的结构强度和安全性。
在汽车制造领域，纳米碳纤维也被用于制造汽车车身和零部件，使汽车更加轻盈、节能和环保。
在体育器材领域，纳米碳纤维被应用于制造高性能的运动器材，如高尔夫球杆、网球拍等，使运动员能够更好地发挥自己的能力。
总的来说，纳米碳纤维是一种具有极高强度和轻量化特性的新型材料，具有广阔的应用前景。
随着科学技术的不断进步，纳米碳纤维将会在更多领域得到应用，为人类的生产生活带来更多的便利和发展机遇。
纳米活性炭纤维景观水处理技术分析与应用
来 城 市 化 发 展 越 来 越快 ，人 们 对 周 围生 活 环 境 的要 求 不 断提 高 ， 居 民 小 区 内 出现 了大 量 的各 式 各 样 的 景 观 水 体 ， 城 区及 公 园 内也 建 造 了绿 地 用 来 美 化 环 境 。 但是 ， 当 这 些 景 观 败 出现了一些新 的特征 ： 由收 钱 收 物 的 “ 硬腐败 ” 发 展 为 接 受 各种 服务 、 旅游 出国等“ 好处 ” 的“ 软腐败 ” ； 由个 人 捞 钱 的 “ 小 腐败 ” 上 升为集体福利 、 挥霍公 款的 “ 大腐 败” ； 由 内 资 企 业 的 “ 内资 腐 败 ” 发 展为外资企业参 与商业贿 赂的 “ 外资 腐败 ” ： 由 人 出事 的 “ 单案” 扩大为一揪一串的“ 窝案 ” 。文 章 总 结 ： 现代 腐 败 的新 型特 征 — — 群 体 化 、 高官化 、 巨额化 、 期权 化 、 潜 规 则 化、 国际化与新型化。 针 对 新 形 势 下 腐 败 的特 征 ，我们 党早 在 党 的 十 七 大 报 告 中就 明确 提 出 ， 要“ 把 反 腐 倡 廉 建 设 放 在更 加 突 出的 位 置 上 ” 。 要廉政就必须反腐 ， 而 反腐 才能 廉 政 ， 古今 中 西 概 莫 能 外 。 中 国共 产 党 历 来 坚 持 “ 反腐倡廉 ” ． 把“ 反腐倡 廉 ” 作 为 党 风 廉 政 建 设 的行 动 纲 领 。 十 八 大 报 告 在 党 风 廉 政 建 设 和反 腐 败 工 作 部 署 中 ．有 三 个“ 第一次 ” ： 一 是 第 一 次 把 反 腐 倡 廉 建 设 放 在 了党 的 五 大 建 设 的 第 四位 。 过 去 的表 述 是 ： 党 的 思想 建 设 、 组织建设 、 作 风 建 设、 制 度 建 设 和 反 腐＿ ｆ 昌 廉建设 ， 十八大报告 是这样 表述 的 ： 思 想建设 、 组织 建设 、 作风建设 、 反腐倡廉建设和制度建设 。 二 是 第 一 次 在 党 代 会 的 报 告 中提 出 了建 设 廉 洁 政 治 的 目标 ，要 求 做到干部清正 、 政府 清廉 、 政 治 清 明 。 三是 第 一 次 在 党 代 会 报 告 中把 党 的 纪 律 建 设 作 为 一个 专 门 的 问题 来 阐述 、 要求 。 这 些 都 进 一 步 表 明 了我 们 党 对 党 风 廉 政 建 设 和反 腐 败 工 作 的 高 度
碳纳米纤维
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讲师：
3.1 储氢和催领域的应用
碳纳米纤维具有高比表面积和吸附特性，因此 可以用来储存氢气，从研究的储氢数据看，纳米碳 纤 维 在 室 温 储 氢 已 具 备 应 用 前 景 。 Baker 和 Rodriguez小组用化学气相沉积法制备的纳米碳纤 维，在室温和10MPa压力下吸附量达到2.08，以碳 纤维中碳的充填率0.1g/cm3计算， 其体积吸附量 超过200Kg/m3。此外，碳纳米纤维具有分子级细 孔，比表面积大，边缘碳原子活性点多等优点，因 此可以用来作为催化剂和催化剂的载体
2.1 化学气相沉积法
3）气相流动催化法 气相流动催化法是直接加热催化剂前驱体，使 其以气体形式同烃类气体一起引入反应室，经过不 同温度区完成催化剂和烃类气体的分解，分解的催 化剂原子逐渐聚集成纳米级颗粒，热解生成的碳在 纳米级催化剂颗粒上析出碳纳米纤维。由于从有机 化合物分解出的催化剂颗粒可分布在三维空间内， 同时催化剂的挥发量可直接控制，因此，其单位时 间内产量大，并可连续生产。
3.2 锂离子电池负极材料
碳纳米纤维可以作为锂离子电池负极材料，锂 离子不仅可以嵌入到管内各管径和管芯，而且可以 嵌入到管间的缝隙中，从而为锂离子提供了大量的 嵌入空间，有利于提高锂离子电池的充放电容量和 电流密度。乔文明等用化学气相沉积法制备的碳纳 米纤维作为锂离子电池负极材料初次嵌锂容量可达 到 533mAh/g ， 25 次 循 环 后 可 逆 容 量 保 持 在 274mAh/g，循环效率超过99% 锂离子电池
活性碳纤维对模拟废水中氨氮的吸附性能研究
活性碳纤维对模拟废水中氨氮的吸附性能研究摘要：氨氮是一种常见的水污染物，对水体和生态环境产生负面影响。
活性碳纤维是一种具有高孔隙率和较大比表面积的材料，具有较好的吸附性能。
本研究通过对模拟废水中氨氮的吸附实验，评估了活性碳纤维对氨氮的吸附性能。
实验结果表明，活性碳纤维对氨氮具有较高的吸附能力和吸附速率，在一定条件下可以有效去除废水中的氨氮。
1. 引言水是人类生存和发展的基础，但受到了各种污染物的威胁。
氨氮是一种常见的水污染物之一，主要源于农业、工业和生活废水。
氨氮对水生生物和人类的健康造成威胁，因此有效去除氨氮对水体的治理至关重要。
活性碳纤维是一种由活性炭纳米颗粒、纤维素等组成的纤维材料。
由于其高孔隙率和比表面积，活性碳纤维具有良好的吸附性能。
过去的研究表明，活性碳纤维对有机物和重金属离子具有较强的吸附能力。
对活性碳纤维对氨氮的吸附性能的研究还相对较少。
2. 实验方法本实验使用商业活性碳纤维作为吸附剂，模拟废水中的氨氮浓度为100 mg/L。
吸附实验在不同的时间、pH值和初始氨氮浓度下进行。
通过测量废水中氨氮的去除率来评估活性碳纤维的吸附性能。
实验过程中，还进行了对比实验，使用了其他常见的吸附剂，如活性炭和纳米颗粒。
3. 实验结果实验结果表明，活性碳纤维对氨氮的吸附能力较高。
在一定时间范围内，活性碳纤维对氨氮的去除率稳定在80%以上。
随着氨氮浓度的增加，活性碳纤维的吸附效果略有下降。
实验结果还表明，pH值对活性碳纤维的吸附性能有一定影响，适当的酸性条件可以提高吸附效果。
与其他吸附剂相比，活性碳纤维具有更高的吸附速率和吸附容量。
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纳米活性炭纤维
随着人口的増长和城市化的加速，有机物的污染越来越严重。
都市生活污水量的不断増加，使有机污染物增加，而且工业废水中排放的有机物的总量上升。
化工、冶金、炼焦、轻工等行业是有机污染的主要来源。
这些行业排出的有机物不仅数量多，而且有有害和有毒的物质，对环境造成极大危害。
活性炭纤维（ACF)以它优异的吸附、脱附性能已在有机废水处理中广泛应用。
如有机化工中含氯仿废水、制药厂高浓度废水、页岩油干馏废水、农药废水、炼油厂废水、多氯联苯、甲苯废水、苯齡废水、有机染料废水、己内酰胺废水等。
理化性能
ACF最显著的特点是具有很大的比表面积和丰富的微孔，徼孔的体积占总孔体积的90%以上，微孔直径小且直接开口于纤维表面，因而具有吸附容量大、吸附效率高、吸附和脱附速度快等优点，ACF表面也含有大量的有机基团，具有强的氧化还原反应能力。
纳米活性炭纤维比表面积和吸附容量大。
微孔的孔径分布范围窄，再生性能大大优于颗粒状活性炭。
活性炭纤维中以微孔为主，孔径小，对低浓度物质的吸附性能尤为突出，颗粒状活性炭在甲苯浓度低于0.01%时已基本失去吸附能力，而活性炭纤维在甲苯浓度低于0.001%时仍有良好的吸附效果。
工艺技术
操作过程
生产活性炭纤维（ACF)用的有机原纤维有：纤维素系、酚醛系、聚丙烯腈系、沥青系、聚乙焼醇系、苯乙焼源烃共聚系和木质系等，工业上所使用的主要是前4种原料。
在制造ACF之前，有机原纤维一般要经过低温200~400°C在空气中进行几十分钟乃至几小时的不熔化处理，随后进行（炭化）活化处理，也可以炭化和活化同时进行。
活化方法主要包括物理活化、化学活化。
用C02为活化介质，在惰性气体如氮气的保护下，处理温度一般在600~1000°C。
具体的处理过程根据原材料和实际要求的不同而有所差异。
ACF的制造工艺过程，因原料和产品性能不同而异，但通常都要经过预处理、炭化和活化三个阶段。
预处理的目的，随原料纤维不同而异。
对聚丙烯腈纤维和沥青纤维而言，为使原料纤维不熔化，即在炭化过程中不熔融变形，继续保持纤维形状，可采取预氧化稳定处理，使聚丙烯腈和沥青分子形高聚物而提高其热稳定性。
而黏胶纤维预处理的目的患是高原料纤维的热氧稳定性、控制活化反应特性，以达到改善活性炭纤维的结构、性能并提高产品的得率。
为此，采用无机盐溶液浸渍的方法；常用的浸渍剂为磷系或氯系化合物溶液，如磷酸、偏磷酸、焦磷酸及氯化锌等。
酚酵树脂系纤维因不存在软化点，无需作不熔化处理，即可炭化和活化。
原料纤维经预处理和炭化后挪的炭纤進，難的存在形式有两种，即石墨微晶结构和无定形的炭交链结构。
其中无定形炭和石墨微晶中存在的结构缺陷具有较强的活化碰性，在活化过程中首結活化剂反应生成微孔。
这些孔隙也成了活化剂向纤维结构内部扩散的通道。
它们在进一步活化时，继续反应形成较大的孔。
在炭化纤维与活化剂反应过程中，除了上述造孔、扩孔作用外，还存在开孔作用，即炭化纤维原本存在的封闭的孔隙结构，由于活化反应而成为开启孔。
生产ACF用的有机原纤维有：纤维素系、酚醛系、聚丙烯腈系、沥青系、聚乙烯醇系、苯乙烯循烃共聚系和木质系等，工业上所使用的主要是前4种。
根据原料纤维种类，ACF的制备工艺及条件等有所不同，但从原理上讲其原料纤维的合成与化学纤维类似，而纺丝后需对纤维进行预处理、最化、活化等。
预处理有两种方式，即盐浸渍预处理和预氧化处理。
前者是黏胶基ACF生产中的重要工序后者主要是为防止聚丙烯腈纤维、沥青纤维的炭化对发生熔化及黏结。
盐浸溃是将原料纤维充分浸渍反应（如磷酸、碳酸盐、硫酸盐等）溶液中，然后甩干或滴干及干燥。
预氧化处理则多采用空气预氧化的方法，温度控制在200~400°C之间，原料纤维缓慢预氧化一定时间，或者按一定升温程序进行预氧化。
若将盐浸渍与预氧化处理结合起来，则往往可获得更好的效果。
ACF是由CF活化制成。
纤维状的活性炭纤维可以由四种方法生产。
①由烃或一氧化碳在高温下进行裂解。
在石墨或陶瓷板下生成结晶质的胡须状炭。
②高温高压下石墨电极间在电作用下生成石墨晶须。
③高能炭黑在非氧化气氛中，经高温处理后生成黑化单晶。
④在保持高分子纤维形状的前提下将其炭化。
这是生产ACF的最重要的方法。
生产的基材可以是以聚丙烯腈为主要原料，在生产ACF之前，应先将有机原纤维在300°C下进行稳定化处理。
ACF不用单独碳化，其碳化与表面功能化可同时进行。
在碳含量增加的同时进行活化，可以用氯化锌、磷酸、氢氧化钾等活化剂进行碳化处理，物理活化是用二氧化碳或水为活化介质，在惰性气体氮气的保护下于800°C的温度下进行处理，化学活化是用氯化锌、氨氧化钾、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐等浸渍或混入原料碳中，在惰性气体保护下加热并同时进行碳化与活化。
可以调节工艺过程中的操作条件，控制ACF内部的孔结构与孔径分布。
主要方法有：
①活化法，可选用不同的活化工艺或改变活化程度以达到生成纳米级的分子筛碳纤维至纳米级的通用ACF。
采用活化法可获得以微孔为主的ACF。
②崔化活化法，此法可使ACF形成中孔，并在原纤维中添加金属化物或其他物质，再进行碳化活化。
也可采用ACF添加金属化合物后再进行活化的方法。
在活化时，金属离子或其他物质对结晶性比较高的炭起选择气化作用，催化活化法是生成中孔的最好途径。
为使
ACF具有大孔，最好使原料纤维预先只有接近大孔的孔径。
③蒸镀法，在加热条件下使ACF与含烃气体如甲烷等接触。
由于烃类发生热解，产生的炭在细孔壁上蒸镀，使细孔的孔径变小，可进一步提高吸附的选择性。
④热收缩法，可将ACF进行处理以调整其孔隙结构，使其孔径变小和增大比表面积。
在吸附剂微孔大小为吸附质分子临界尺寸的两倍，吸附质易于被吸附，这时吸附质分子能有效地接受微孔表面叠加的吸附立场，从而充分发挥微孔的作用，可调整孔径以使ACF细孔与吸附质的分子尺寸相当，由此获得最佳的吸附效果。
臭氧处理对碳纤维是最有效的，经臭氧化处理的碳纤维与水体系接触角减小到零，达到了最大程度的润湿。
碳纤维的表面物理性态是影响复合材料性能的重要因素，表面氧化处理在増加表面官能团等化学效应的同时，在碳纤维表面还由于氧化作用形成了沟槽，增强了CFRC中碳纤维与基体的物理稳固作用。
表面改性
在ACF表面存在着一定量的亲水性含氧基团，基团极大的影响吸附性能，可通过处理改变ACF的表面亲水性，与疏水性。
ACF在经900°C的高温处理或氢处理后可脱除含氧基团使之还原，其亲水基减少，可提高对含水气流或水溶液吸附能力。
反之，也可经过气相氧化和液相氧化的方法获得高酸性表面，气相氧化法是在330°C左右的温度下，用空气进行氧化在ACF表面导入含氧基团；液相氧化是用双氧水等氧化剂，在酸性条件下与ACF进行反应，随着酸浓度的増高，在ACF 的表面酸性増加，对酸性有机物吸附性能降低，从而改善对水的吸附力。
在使ACF与氯气反应时可使基表面由非极性转化为极性，提高对极性分子的吸附能力。
通过浸渍法或混炼法，在有机物前驱体纤维中添加重金属离子后，由于配价吸附作用可改善对硫化氢等恶臭物质的吸附，在ACF中引入酸性基团或碱性基团后可改善对香烟臭的吸附等。
在ACF表面上添加银离子后，对大肠杆菌、黄色葡萄状球菌等具有极好的杀菌作用。
载银工艺是在用硝酸银溶液浸渍时采用加热工艺，使银充分浸入炭体内，减少银液损失。
加热载银牢固、均匀、寿命长和灭菌效果好，可用于水的净化处理等。
ACF在经表面处理后，生成新的含氧基团，各种不同的基团使之具有酸性、碱性、氧化性、还原性、亲水性、疏水性等不同的性能。
作为催化剂用的ACF的前体表面处理是一个相当重要的环节，通常可以用氧化法如气相氧化、液相氧化、电极氧化等，也可以用等离子体处理。
硼酸活化法制备活性炭纤维的工艺是：采取硼酸作为碳化活化剂浸泡纤维素纤维原料，取出干燥后，置于加热炉中碳化活化一定时间，得到活性炭纤维。
其操作方便，产品得率高，生产成本低，杂质含量低。
活性碳纤维是近年来迅速发展起来的一种新型高效吸附材料，活性碳纤维是在制得碳纤维后，经过活化以获得大的比表面积，并生成一定数量的表面含氧官能团。
在活化阶段，使用高温水蒸气和C02等气体对纤维进行刻蚀，其结晶缺陷或无定形部分生成大量孔隙；活化剂在高聚物的晶棱上发生氧化反应，又使其具有一系列的含氧官能团，从而赋予了活性碳纤维优异的吸附特性。