活性碳纤维的特性
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。
活性炭纤维制备技术研究
活性炭纤维制备技术研究（杭州科鉴建设工程检测有限公司浙江杭州 310030）摘要：活性炭纤维具有十分优异的吸附、催化性能，在我国得到了广泛的研究，并广泛应用于环保、化工等各个领域，本文从活性碳纤维的表面结构、孔结构、吸附性能、制备过程中预氧化、碳化和活化工艺及其在环保领域的应用方面进行了探索。
关键字：活性碳纤维；吸附；生产工艺活性炭纤维（activated carbon fiber-acf），亦称纤维状活性炭，作为一种理想的高效吸附材料，是在碳纤维技术和活性炭技术相结合的基础上发展起来的，是继粉状和粒状活性炭之后的第三代活性炭产品，acf是一种高效的吸附分离材料，并以其特殊的表面化学结构和物理吸附特性、催化特性等，被广泛应用于环保、化学化工、食品、医疗卫生、国防军工、航空航天、原子能、电子、交通运输、纺织和日常生活等领域。
1活性炭纤维的结构、性能acf的直径一般为10-30μm，亦被称为纤维状活性炭。
acf主要由c、h、o三种元素组成，其中c的含量均在85%以上，另外pan 基acf、沥青基acf含有氮元素。
活性炭纤维的表面约有60%的c 以类石墨碳形式存在，超过50%的碳原子都位于内外表面，由于表面碳原子的不饱和性，它可以以化学形式结合碳以外的原子及原子基团，从而构成了独特的表面化学结构。
微晶碳在比燃烧温度低的条件下与氧反应生成表面氧化物，主要有羧基、酚羟基、醌基等含氧官能团，此外还有含s、n、卤素等官能团。
对表面特性研究表明，表面酸性与吸附平衡有着密切的关系。
表面酸性增加，对酸性及中性有机物的吸附能力降低，对碱性有机物吸附能力增强，而对水蒸汽的吸附则相反[9]。
acf属于紊乱碳层堆叠的类石墨微晶结构，其基本结构单元是石墨带状层面，石墨层面中π电子具有一定的催化活性，边缘及表面缺陷处的碳原子所具有的不成对电子也可在催化中发挥作用，由于acf表面具有各种酸碱性质不同的含氧基团，它们与金属活性组分的相互作用能力不同，从而对许多反应具有催化作用。
活性碳纤维敷料优势说明...
活性碳纤维功能敷料产品优势说明：
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1/ 1。
有机废气净化(溶剂回收)技术---活性炭纤维吸附回收技术d
有机废气净化（溶剂回收）技术---活性炭纤维吸附回收技术一、吸附原理吸附剂具有高度发达的孔隙构造，其中有一种被叫做毛细管的小孔，毛细管具有很强的吸附能力，同样发达的孔隙构造也意味着吸附剂有着很大的表面积，使气体（杂质）能与毛细管充分接触，从而被毛细管吸附。
当一个分子被毛细管吸附后，由于分子之间存在相互吸引力的原因，会导致更多的分子不断被吸引，直到添满毛细管为止。
必须指出的是，不是所有的微孔都能吸附有害气体，这些被吸附的杂质的分子直径必须是要小于活性炭的孔径，即只有当孔隙结构略大于有害气体分子的直径，能够让有害气体分子完全进入的情况下才能保证杂质被吸附到孔径中，过大或过小都不行。
所以需要通过不断地改变原材料和活化条件来创造具有不同的孔径结构的吸附剂，从而适用于各种杂质吸附的应用。
吸附剂在活化过程中，巨大的表面积和复杂的孔隙结构逐渐形成，吸附剂的孔隙的半径大小可分为：大孔半径>20000nm；过渡孔半径150～20000nm；微孔半径<150nm。
二、吸附剂活性炭是一种含碳材料制成的外观呈黑色，内部孔隙结构发达，比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳素材料，是一种常见的吸附剂、催化剂或催化剂载体。
活性碳分为粒状活性碳、粉末活性碳及活性碳纤维，但是由于粉末活性碳有二次污染且不能再生而被限制利用。
粒状活性碳（GAC-granular activated carbon）一般为直径在0.42 -0.85毫米之间的圆柱状颗粒，理论上讲粒状活性炭产品颗粒越小，接触空气面积就越大，比表面积也越大，吸附性能就越好，但是颗粒越小，粉碎制作过程中损耗也越大，粉尘也越多，成本也就越高，所以很多厂家为降低成本，使用大颗粒活性炭，性能当然不好，一般颗粒大小在0.5毫米左右的活性炭既达到了最佳性能，又确保不是粉末，没有污染。
GAC的孔结构一般是具有三分散态的孔分布，既具有按IUPAC（International Union of Pure and Applied Chemistry）分类的孔径大于50nm的大孔，也有2.0～50nm的中孔（过渡孔）和小于2.0nm的微孔。
活性碳纤维在环境保护中的应用
第25卷 第3期2006年 5月环 境 化 学ENV I RONME NT AL CHE M I ST RY Vol .25,No .3May 2006 3通信作者,电话:021*********,E 2mail:j p jia@sjtu 1edu 1cn活性碳纤维在环境保护中的应用杨 骥 贾金平3 廖黎燕(上海交通大学环境科学与工程学院,上海,200240)摘 要 由于活性碳纤维的吸附面积大,可以作为固相微萃取的纤维用于对环境污染物质的分析检测,包括含硫和含氯的一些有机化合物.同时,活性碳纤维具有良好的导电性能,可以作为电极,能有效地去除环境中城市污水、燃料废水和腐植酸的污染.关键词 活性碳纤维,吸附,固相微萃取,电化学. 活性碳纤维(ACF )作为吸附材料,具有以下优点:(1)吸附性能好.具有大的比表面积(1000—3000m 2・g -1)和丰富的微孔,微孔的体积占总孔体积的90%以上,比一般活性炭(AC )具有更大的表面积和孔容积、外表面比AC 大100倍以上、吸附容量约大1—10倍[1](其示意图见图1);(2)其微孔都在外表面上,所以ACF 的吸附/脱附速度快;(3)ACF 中的碳都以类石墨乱层状堆积而成,所以ACF 具有良好的导电性能;(4)氧化还原性能强.活性碳纤维可将贵金属离子还原为低价离子或金属单质[1],还可催化还原如NO X 和CO 等无机气体.(5)对微生物具有良好的负载能力[1].正是由于ACF 的优异特性与性能,本文对其在环境保护中的应用进行一些介绍.图1 活性碳纤维与颗粒活性炭的结构示意模型F i g 11 Sche matic diagra m of structure on actived carbon fiber and particle actived char1 活性碳纤维的应用111 废水中污染物的去除 我国粘胶生产目前均使用CS 2作为浆泊纤维的溶剂.采用活性碳纤维吸附法去除废水中的CS 2,不仅简单易行,而且去除效率高. 活性碳纤维吸附是一个基于目标物质在样品及活性碳纤维中平衡分配的吸附过程.对于单组分的单相体系,例如,当系统达到平衡时,活性碳纤维所吸附的目标物质可由下式决定:n =(K fs ・V f ・C 0・V s )/(K fs ・V f ・+V s )(1)式中,n 为活性碳纤维吸附目标物质的量;K fs 为目标物质在样品及活性碳纤维间的分配系数;V f 为活性碳纤维的体积;C 0为目标物质的初始浓度;V s 为样品体积. 由上式可以看出,体系中的K fs 及V f 值是影响吸附能力的重要因素.当样品体积V s >>K fs ・V f 时,式(1)可以近似为:n =C 0・K fs ・V f(2)112 活性碳纤维作为固相微萃取中萃取纤维的应用 环 境 化 学25卷274 固相微萃取技术是一项新型的无溶剂化环境样品处理技术[3,4].该方法解决了传统环境样品前处理技术中大量使用有机溶剂、处理时间长、操作步骤多的缺点,成为当今环境分析化学的研究热点之一.作为萃取器核心功能部分,目前已有的萃取纤维多为涂有气相色谱固定液涂层的石英纤维,使用较多的涂层是非极性的聚二甲基硅氧烷和极性的聚丙稀酸酯以及聚乙二醇.利用现有涂层已经成功地从水样、大气、土壤样品中检出如BTEX(苯、甲苯、乙苯、二甲苯),P AH s,PCB s以及烃类、脂肪酸、卤代烃等多种有机污染物.尽管如此,目前对于纤维涂层的应用仍有一定局限性,如现有涂层不耐高温且容易老化,这就限制了解析温度范围.而且市售萃取器价格较贵,又限制了它的普遍使用.活性碳纤维吸附量大,耐热,耐酸,耐碱,吸附解吸特性好,尤其是低浓度吸附性能.ACF纤维的使用既碳增加了吸附量,又增强了纤维的强度和使用寿命,经济实用,可作为涂层型的一种补充形式[5].11211 水中氯代有机物的检测[6—9] 采用活性碳纤维固相微萃取方法对饮用水中的有机氯代有机物,对水中包括α,β,γ2六氯环己烷异构体和六氯苯在内的17种有机氯农药进行分析检测.将活性碳纤维固相微萃取方法的萃取、富集、解吸集于一体,使用快速、简单并且试验结果重复性较好.为水中含氯污染质的检测提供了一种可能的测定方法.11212 油品中硫化物的检测 油品中的含硫化合物,因其结构类型不同,其性质和危害作用也不相同.因此,同时、快速、准确测定油品中的各类含硫化合物,对控制硫危害和确定油品的质量有重要意义.活性碳纤维对含硫有机化合物吸附量大,因此,利用ACF固相微萃取方法与GC联用,快速简单,而且实现无溶剂进样,对环境污染小.吸附型活性碳纤维,与传统涂层型纤维相比除了增加吸附量和纤维强度外,还克服了涂层型纤维浸在油中易发生溶涨效应的缺点.利用活性碳纤维固相微萃取器和GC2FP D联用,探讨了一种快速检测油品中多种含硫化合物的新方法,取得了良好的结果[10].11213 酱油中苯甲酸及化妆品中甲醇的检测[11] 对食品中的苯甲酸含量进行快速而方便的检测是非常重要的一项工作.化妆品中含有大量的乙醇(70%),同时由于质量原因,其中常混有一定量的甲醇.目前,化妆品中甲醇的标准检验方法为蒸馏2气相色谱法,操作麻烦且费水、电、工时,同时样品蒸馏时难免有损失,特别是对于摩丝类化妆品.活性碳纤维吸附型固相微萃取器在此领域的应用同样取得了良好的结果.113 金属防腐蚀[12] 金属腐蚀是工业用水及循环系统中的一个重要问题,一般处理方法就是向工业用水及循环系统中添加防腐剂,但是添加化学物质又会带来环境污染,并且这种方法需要限定应用的范围(如水质的pH值,硬度及其他杂质离子等),这也就制约了该方法的应用.活性碳纤维是一种非常有前途的吸附剂,因为其独特的结构和特性(如更大的比表面积、丰富的微孔容积、特殊的表面功能团、更多的吸附容积等等),而与传统的粉末状活性炭和粒状活性炭相比具有更大的优势.通过向溶液中添加活性碳纤维来降低溶液的电极电位和溶解氧,从而可以有效的降低金属的腐蚀速度.114 制冷性能[13] 近年来,由于氟利昂对臭氧层的破坏等原因,人们对固体吸附式制冷产生了极大兴趣,并研制出太阳能驱动的活性炭2甲醇吸附式制冰机.由于活性炭2甲醇吸附式制冰机具有无任何运动部件,只需要消耗低品味能源,对环境无公害,其COP可达到蒸汽压缩式制冷机的一半以上等一系列优点.我们用不同的活性碳纤维并结合市售ACF,对甲醇的吸附/解吸性能进行了试验,发现其具有吸附/解吸时间很短、单位质量制冷量大、循环COP可显著提高等一系列优点[14].2 活性碳纤维的导电性能211 染料废水的处理[15—18] 染料废水很难用传统的絮凝或者生物方法进行达标处理.采用活性碳纤维复合电极电化学方法对染料废水进行处理,效果显著并发现了ACF电极的一些特殊性能[15]提出了电化学转盘的方法[16]和双极氧化的概念[17]. 3期杨骥等:活性碳纤维在环境保护中的应用275212 水体中腐植酸的去除[19] 腐植酸以不同的结构广泛地分布在自然界中,而且一般很难被生物降解.腐植酸可能是自来水氯化消毒过程中T OX的主要贡献者之一.它还是三卤甲烷有毒副产物的主要母体物,而且是一种强络合剂.因而处理水中腐殖酸受到了愈来愈多的重视.采用ACF电极的电化学方法可以高效地去除水体中的腐植酸.213 造纸黑液的处理[20] 造纸黑液是以碱法或硫酸盐法制浆过程中蒸煮后产生的废液.治理黑液的方法很多,除了较成熟并工业化的“蒸发2浓缩2燃烧2苛化”回收碱的方法外,大多数治理方法都不能彻底解决污染.用活性碳纤维电化学法对造纸黑液进行处理,首先去除其中的类腐殖酸物质,再结合其它方法,对黑液的的去除具有明显的果.色度,CODcr214 含油废水的处理[21] 对于含油废水一般的生物法直接处理并不可行.由于油田长期使用化学法处理,每天要添加大量化学物质至水中,所以大多数含油废水具有较高的电导率,这就是电解气浮处理含油废水的必要条件.可溶解性电极电解,一般用铝和铁作阳极,不锈钢筛网或板作阴极,电解过程中耗费大量的钢材,增加了成本.通过采用石墨、活性碳纤维等不溶性阳极,并以铝作阴极,尝试用电解气浮法对含油废水的处理进行了研究,实验表明,该方法可以高效气浮处理含油废水.215 与生物法相结合脱氮除磷[22—24] 电极2生物滤池是以活性炭生物滤池为主体,引入电极系统.由于阳极和阴极不同的电化学反应,使反应器内造成微区域或局部区域的好氧与厌氧的交替环境.该反应器在作为普通生物反应器去除有机物的同时,还具有作为电极2生物反应器特有的直接高效反硝化的效果.216 电化学杀藻 富营养化导致水体中藻类的过度繁殖,特别是引起浮游藻类(主要是蓝藻属)的爆发.如果饮用水被含有毒性的蓝绿藻污染,将会导致水生动物的死亡并引起人体疾病.采用ACF电化学方法对水体中的蓝藻进行处理,实验表明,电化学氧化能有效地抑制藻类的生长,从而可以达到良好抑藻杀藻效果.参 考 文 献[1] 曾汉民,陆耘,朱世平,用活性碳纤维回收、提取黄金.中国,专利号:8810827410.1998[2] 黄迅,韩宝华,李伯骥,活性碳纤维在环境保护领域中的功用.离子交换与吸附,1990,6(6)∶461—470[3] 贾金平,何翊,黄骏雄,固相微萃取技术与环境样品前处理.化学进展,1998,10(1)∶74—83[4] 贾金平,何翊,新型固相微萃取萃取纤维的研制及性能研究.化学世界,1998,(4)∶46—47[5] Sun T H,Cao L K,J ia J P,Novel Activated Carbon Fiber Solid2Phase M icr oextracti on for Deter m inati on of Benzyl Chl oride and RelatedCompounds in W ater by Gas Chr omat ography2Mass Spectr ometry.Chro m atographia,2005,61(3—4)∶173—179[6] Sun T H,J ia J P,Fang N H et al.,App licati on of Novel Activated Carbon Fiber Solid2Phase,M icr oextracti on t o the Analysis of Chl ori2nated Hydr ocarbons in W ater by Gas Chr omat ography2Mass Spectr ometry.A nalytica Chi m ica A cta,2005,530(1)∶33—40[7] Sun T H,Fang N H,J ia J P et al.,App licati on of Novel Activated Carbon Fiber Solid2Phase M icr oextracti on t o Analysis of Chl or ohydr o2carbons in W ater.A nalytical L etters,2004,37(7)∶1411—1425[8] Sun T H,J ia J P,FangN H,Analysis of O rganochl orine Pesticides in W ater byNovelActivated Carbon Fiber2Solid Phase M icr oextracti onCoup led with Gas Chr omat ography2Mass Spectr ometry.J.Environ1Sci1Health Part B,2004,39(2)∶235—248[9] Jia J P,Feng X,Fang N G et al.,Adjusted Active Carbon Fibers f or Solid Phase M icr oextracti on.J1Environ1Sci1Health Part A,2002,37(4)∶489—498[10] 余江,王亚林,贾金平等,活性碳纤维吸附型固相微萃取方法检测油品中含硫化合物的研究.石油与天然气化工,2004,(6)∶444—446[11] 贾金平,冯雪,王亚林等,活性碳纤维固相微萃取方法分析酱油中的苯甲酸.分析化学,2002,30(1)∶121—124[12] Yang J i,Peng Juan,J ia J inp ing et al.,Corr osi on Pr otecti on of Ir on in Water by Activated Carbon Fiber(ACF).Carbon,2006,44(1)∶19—26[13] 王如竹,戴巍,贾金平等,国产活性炭2甲醇吸附式制冷性能研究.太阳能学报,1995,16(2)∶155—161[14] Wang R Z,J ia J P,Zhu Y H et al.,Study on a Ne w S olid Abs or pti on Refrigerati on Pair:Active Carbon FiberMethanol.J.Sol.Energy2Eng.,1997,119(3)∶214—218[15] Jia J P,Yang J,L iao J et al.,Treat m ent of Dyeing W aste water with ACF Electr odes.W ater Research,1999,33(3)∶881—884 环 境 化 学25卷276[16] 贾金平,钟登杰,王亚林等,采用电化学转盘法处理难降解有机废水的方法.专利申请号:20041002568312.2004.[17] Shen Z M,Yang J,Hu X F et al1,Dual Electr odes Oxidati on of Dye W astewater with Gas D iffusi on Cathode1ES&T,2005,(6)∶1819—1826[18] Shen ZM,W angW H,Jia J P et al.,Degradati on of Dye Soluti on by an Activated Carbon Fiber Electr ode Electr olysis Syste m.Journalof Hazardous M aterials.2001,84(1)∶107—116[19] Yang J,J ia J P,L iao J et al.,Re moval of Fulvic Acid Fr om W ater Electr oche m ically U sing Active Carbon Fiber Electr ode.W ater Re2search,2004,38(20)∶4353—4360[20] 贾金平,叶建昌,张舒茶,活性碳纤维电极法处理草浆造纸黑液的应用研究.上海环境科学,2000,19(3)∶120—123[21] 侯士兵,玄雪梅,贾金平等,不溶性阳极电解气浮法处理含油废水的试验研究.工业用水与废水,2004,2(35)∶44—47[22] Zhang L H,J ia J P,Ying D W,Electr ochem ical Effect on Denitrificati on in D ifferentM icr oenvir onments A r ound Anodes and Cathodes.Research in M icrobiology,2005,156(1)∶88—92[23] Zhang L H,J ia J P,Zhu Y C et al.,Electr o2Che m ically I m p r oved B i o2Degradati on ofMunici pal Se wage.B ioche m ical Engineering Jour2nal,2005,22(3)∶239—244[24] Zhang L H,J ia J P,Yang J,I m p r oved Denitrificati on ofMunici pal Sludge in B i ofil m2Electr ode React or.Che m ical Research in ChineseU niversities,2004,20(4)∶392—395THE APPL I CAT I O N O F ACF I N ENV I R O N M ENT PR O TECT I O NYAN G J i J I A J in2ping L I AO L i2yan(School of Envir onmental Sciences&Engineering,Shanghai J iaot ong University,Shanghai,200240,China)ABSTRACT This paper revie ws the perf or mance of activated carbon fiber(ACF)used in envir onmental p r otecti on. ACF is used in SP ME f or its good pore surface,which is i m portant t o abs or p ti on capability.SP ME with ACF fiber is widely used t o detect m icr o2material in envir onment,including organic chl oride and sulfide.Mean2 while,ACF has g ood conductivity,s o it can be used as electr ode t o reduce the polluti on effectively,such as munici pal sewage,dye waste water,and fulvic acid in water. Keywords:activated carbon fiber,abs or p ti on,electr oche m istry.。
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。
活性炭纤维吸附及脱附技术研究
活性炭纤维吸附及脱附技术研究程萍(常州大学环境与安全工程学院,江苏常州213164）摘要：活性炭之后出现新一代的吸附材料：活性炭纤维，活性炭纤维的吸附力比颗粒活性炭高几倍到几十倍，吸附的速率也快到近100~1000倍，具有比分布均匀、吸附速度快、杂质少、表面积大、孔径适中、等优点。
本文介绍了活性炭纤维的特征意义、制备技术、脱附技术、发展趋势和应用等方面。
关键词：活性炭纤维；制备方法；脱附技术；应用领域Study on Adsorption and Desorption of Activated CarbonFibersCHENG Ping (SchoolofEnvironmentalandSafetyEngineering,ChangzhouUniversity,Changzhou 213164,China)Abstract：Activated carbon fiber is a new generation of adsorbent after activated carbon. Its adsorption capacity is several to several times higher than that of granular activated carbon and its adsorption rate is 100-1000 times faster. It has the advantages of large surface area, moderate pore size, uniform distribution, fast adsorption, Less advantages. In this paper, the characteristics of activated carbon fiber, preparation technology, desorption technology, development trends and applications.Key words:Activated carbon fiber。
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。
吸附剂的种类
吸附剂的种类吸附剂按照来源可以分为两大类天然吸附剂合成吸附剂天然吸附剂硅藻土，白土，天然沸石吸附容量小，选择性低价格便宜，因而选择一次性使用酸性白土S i O 2 50-70%，Al 2O 310-16%, Ca, Mg, Fe, K 和Na 等元素。
白土用于润滑油、石油重馏分的脱色和脱硫。
吸附剂的种类-1 活性碳类活性碳类吸附剂可以分为三种活性碳活性碳纤维碳分子筛1-1活性碳特点：Ø非极性的表面Ø疏水性和亲有机物性主要用于从气体或液体混合物中回收有机化合物。
如：在白糖脱色中吸附白糖中的有机物，污水处理，溶剂回收，汽车汽油的回收。
由木炭加工而成。
制备活性碳的原料•煤，包括烟煤，褐煤和无烟煤•炭，未活化的焦炭、木炭和骨炭•炭黑，含炭量高的有机物，如重油和气态烃类部分燃烧，炭黑可能有孔隙，也可能没有孔隙。
•纯炭：石墨和金刚石两种晶体形式活性碳的结构•活性碳的结构与石墨的晶体结构相似。
•石墨是由排成正六角形的炭原子形成的平面构成，它类似于苯的六角形，各平面的炭原子的间距为0.142nm，各平面层的间距为0.335nm。
•活性碳由三个石墨层组成，不规则。
石墨的晶体结构碳在升温过程中的变化•从室温升高至1000-2000°C时，含碳有机物中的水分、氢、氧等化合物逐渐放出，含炭量增加。
•随着非碳元素的逸出，发生脱氢，环化，缩合与交联等化学反应－碳化过程。
•随着非碳元素的减少，形成的芳环平面逐渐增大，排列逐步规整－石墨化过程。
有机物在不同温度下的变化活性碳结构示意图活性碳的孔•大孔，过渡孔，微孔•大孔和固体的表面直接接触，过渡孔是大孔的分支，微孔是过渡孔的分支。
•微孔的有效半径小于1.8-2.0nm，大小与分子相当，容积0.15-0.5ml/g。
•微孔的比表面积为总比表面积的95%以上。
几百至1000m2/g。
•过渡孔半径为50-100nm，面积占5%。
气体在其中产生毛细孔冷凝现象。
中孔活性碳纤维的制备及性能研究
２１ 中孔 活性碳纤 维的制造工艺 ．． １
纺丝液
固 体 颗 Ｊ
丝堑原 液丝
氧 丝 直 化 孔ＡＦ 化 中 ｃ
１ 引 言
活性碳纤 维 （ ｔ ａｅ ａ ｏ ｉｅ，简称 ＡＣ ） Ａｃ ｖ ｔ Ｃ ｒ ｎＦｂｒ ｉ ｄ ｂ Ｆ 作为新 一代吸 附功能材料 ， 在环 境方 面发挥 了极其重 要
无法 吸附较 大分子 ，如水 中的腐殖酸 、致 癌物质 二氯 甲 烷 、生物 大分 子（ 如病毒 蛋 白质 、肌 酸酐 、Ｖ ２ Ｂｌ 、有机 电解质 等［。因此开发 中孔乃至大 孔 的活 性碳 纤维就显 ６ １
结 果表 明该 活性碳纤 维的吸 附能力达到 １２ ．５ ／ ， ３ ５ ｍｇ ３ ｇ
用 美 国麦克 公 司产 ＡＳ Ｐ ０ ０型 自动 吸 附仪 对 比表 面 Ａ ２０ 积 进行 了表征 ，比表 面积 达到 ｌ３ ． ｍ２ 。 ６５ ４ ／ ２ ｇ
关键 词： 活 性碳纤维 ；中子 ；研究 Ｌ 中图分类号 ： Ｔ ３ ２８ Ｑ ４ ．６ 文献标 识码 ：Ａ 文 章编 号： １０ ．７ １２ ０ ） ０ １９ ３ （０ ７增刊．７ ７０ ２ ７ ．３
的作用 ， 活性碳纤 维可 以有效地 去除废 水和废 气 中的有 害物质 。活性碳纤 维与传统 的粒 状活 性炭（ Ｃ 相 比， ＧＡ ） ＡＣ Ｆ具有 以下特 点：（ ） １ 纤维直径 细 ， 与被吸 附物质 的
接 触面积 大 ，增 加了吸附几率 ，且可均 匀接触 ；（ ）比 ２ 表 面积大 ，约是 Ｇ Ｃ 的 ｌ ～１ ０倍 ；吸附容 量大 ，约 Ａ ０ ０ 是Ｇ Ａｃ的 １ ～１０倍 ；吸 附 、 附速 度快 ，ＡＣ ． ０ ５ 脱 Ｆ对气 体 的吸附 数 １ｓ ０ 至数 ｍ ｎ可达 平衡 ；（ ） ｉ ３ 孔径分 布范 围 窄 ；（ ） Ｆ不仅对高浓度 吸附质 的吸附 能力 明显 ， ４ ＡＣ 对 低浓度 吸 附质 的吸 附能力也特别 优异 ， 当 甲苯气 体含 如 量低 到 １ ０ ×１－ 以下时 ，Ａ Ｆ 还能对 其吸 附 ，而 Ｇ Ｃ Ｃ Ａ 必须 高于 １ ０ ×１ 时方能吸 附；（ ）耐热 ，耐酸碱 ；具 ５ 有很 强的氧化 还原特性 ， 将高价金 属离 子还原 为低 价 可 态 ；（ ）滤 阻小 ，约是 Ｇ ６ ＡＣ的 １ Ｉ４ ／ １］ ３ ￣。
活性炭纤维
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 。
催化碳材料：碳纤维 活性炭纤维
结 构与
的 孔
1 ACF GAC
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)。
脱硫反应 基于ACF具有常规活性炭无法比拟的吸附性能，把活性炭纤维用于SO2
脱除具有广阔的应用前景
脱HCl 目前，工业上多采用活性炭及分子筛类催化剂。以PAN-ACF作此类反应的催 化剂，显示出明显的优势。在由1,2-二氯乙烷制氯乙烯的反应中，选择性高 达99%以上，转化率远高于活性炭类催化剂，温度较分子筛催化剂低100150℃，且无积炭现象发生.
5. 体密度小，漏损小，处理速度快，可实现设备小 型化、高效化和自动化；
6. 杂质少，纯度高，不会污染吸附的气体或液体； 7. 强度高，粉尘少，不会造成二次污染； 8. 形态好，后加工性好，适应性强，有纤维、布、
毡、纸以及蜂窝结构、波纹板和各种定型制品； 9. 易再生，失活少，使用寿命长。 10. 导电、导热、蓄热量小，操作、维修方便，使用
2. 有效吸附孔分布窄，属于单分散型，活性炭属于 多分散型孔分布；
3. 没有或很少有大孔，且为径向开孔扩散阻力小， 吸附、脱附有行程短，吸脱速度快，约为活性炭 的10-100倍；
4. 外表面积（0.2-2m2/g)较AC（0.001m2/g)大得多， 吸附位多，吸附容量大；
ACF与AC相比，具有如下特点
丙烯晴共聚用单体 聚合
2024年活性碳纤维(ACF)市场调研报告
活性碳纤维（ACF）市场调研报告一、概述活性碳纤维（ACF）是一种重要的吸附材料，具有高孔隙度、大比表面积和优异的吸附性能。
本报告对ACF市场进行了全面的调研，旨在提供对ACF行业发展趋势、市场规模、竞争格局以及主要参与者的深入了解。
二、市场规模及发展趋势ACF市场在过去几年中呈现出持续增长的态势。
随着环境意识的增强和工业废水处理需求的增加，ACF作为一种高效的吸附材料受到了广泛关注。
预计未来几年中，ACF市场将持续保持较高的增长速度。
三、市场细分及应用领域ACF市场按照用途可以分为工业应用和民用应用两大类。
工业领域主要应用ACF进行废水处理、气体过滤以及蒸馏等方面；而民用领域则主要应用于空气净化、口罩、冰箱等产品中。
四、市场竞争格局目前，ACF市场存在着一些主要的竞争企业，包括ABC公司、XYZ公司等。
这些公司通过不断创新产品和提高生产效率来提升市场份额。
此外，行业内还有一些小型企业，它们通常专注于某一特定领域的ACF应用。
五、主要参与者分析1. ABC公司•公司简介：ABC公司成立于2000年，专注于ACF的研发、生产和销售。
其产品因其卓越的性能和良好的信誉而备受市场赞誉。
•主要产品：各类工业ACF材料和民用ACF产品。
•市场份额：ABC公司在ACF市场占据了较大的份额，是市场的领导者之一。
2. XYZ公司•公司简介：XYZ公司成立于2012年，专注于ACF的生产和销售。
该公司致力于开发高性能的ACF产品，以满足不同客户的需求。
•主要产品：用于工业废水处理和气体过滤的ACF材料。
•市场份额：XYZ公司的市场份额逐渐增加，正在与ABC公司展开激烈的竞争。
六、市场前景及挑战ACF市场前景广阔，随着环保意识的增强和工业废水处理需求的增加，ACF将在各个领域得到广泛应用。
然而，市场上存在着激烈的竞争，同时也面临着原材料价格上涨等挑战。
七、结论活性碳纤维（ACF）作为一种高效的吸附材料，在工业和民用领域都有广泛应用。
2023年活性碳纤维(ACF)行业市场环境分析
2023年活性碳纤维（ACF）行业市场环境分析一、行业市场环境概述活性碳纤维（ACF）是近年来发展迅猛的一种高科技新材料，由于其对有害气体、异味和有害物质的高效吸附和过滤能力以及高比表面积和开孔率等特点，被广泛应用于净水、空气净化、食品和医药行业等领域。
随着全球环保意识的不断提高和相关政策的支持，ACF行业进入快速发展期，市场需求强劲，市场规模持续扩大，竞争加剧，行业前景非常广阔。
二、行业市场形势分析1.市场需求增长迅猛随着全球经济快速发展，生产和生活环境污染日益加剧，环保压力不断加大，市场对ACF的需求持续扩大。
以空气净化为例，2017年中国PM2.5浓度最高的城市北京将空气净化器推广到了全民，同时政府出台了相关政策鼓励房地产企业在房屋交房时赠送空气净化器。
此外，汽车、印刷、化工、电子、建材等行业也对ACF有着强烈的需求。
2.市场容量扩大随着各国政府大力推进环保政策，对净化材料需求大增。
据统计，全球ACF市场规模已突破40亿美元，预计未来几年内将保持年均20%以上的增速。
其中，亚太地区以及欧美地区市场规模最大，占据全球ACF市场的近70%。
3.市场竞争激烈随着ACF市场的发展，市场上的竞争日益激烈，很多公司通过产品创新和技术升级寻求突破，同时价格的竞争也非常激烈。
中国的ACF产业规模较大，但整体水平相对较低，市场处于白热化状态。
此外，市场上出现了一些低成本产品，存在一定的价格战。
三、行业市场发展趋势1.高端定位随着市场竞争的加剧，市场份额有限，ACF生产企业需要寻求新的市场突破。
高端市场是ACF行业必须要进军的领域，因为高端产品具有品牌效应，市场利润高，增量大，这将有利于规模化生产，降低成本，提高利润空间。
2.技术创新随着市场竞争的加剧，企业需要不断进行技术创新和研发，以提高产品性能和质量。
目前，国内ACF技术水平仍然不高，需要拓宽创新思路，加强产学研合作，不断提高企业自身的核心竞争力。
3.市场国际化目前全球ACF市场最大的几个市场是亚太地区和欧美地区，这些市场的需求占据了全球ACF市场的近70%，更高端定位、更高品质产品以及国际化营销是ACF企业拓展市场的重要选择。
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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。
（二）、吸附﹑脱附行程短，速度快；脱附﹑再生耗能低。
ACF对有机气体吸附量比颗粒状活性炭(GAC)大几倍至几十倍，对无机气体也有很好的吸附能力，并能保持较高的吸附脱附速度和较长的使用寿命。
如用水蒸气加热6-10分钟，即可完全脱附，耐热性能好，在惰性气体中耐高温1000℃以上，在空气中着火点达500℃以上。
（三）、对低浓度吸附质的吸附能力特别优良，对ppm数量级吸附质仍保持很高的吸附量
（四）、形状可变，使用方便；强度好，不会造成二次污染。
活性碳纤维的应用
有机溶剂的回收
用于从气相分离回收有机溶剂，如对苯类、酮类、酯类、石油类的蒸汽均能从气相吸附回收，特别是有腐蚀性的氯化物、很容易起反映的溶剂、很容易分解的溶剂，使用ACF 做溶剂回收设备吸附脱附速度快、处理量大、回收溶剂质量高，而且回收效率可达97%以上。
空气净化
空气中的恶臭物质（氨、甲硫醇、硫化氢、二甲硫、三甲氨）是来自周围环境和人体的排泄物，尤其在人群聚集并且通风不良的场所含量相当高，ACF 可有效的去除空气中各种有害恶臭物质，尤其是致癌物质--芳香族类的化合物（如苯类、醛类），可使空气洁净清新。
污水处理
适用于处理含酚、医药、硫醇等难以生化分解的有机废水。
因其吸附量大，吸附速度快，脱附性能好，再生容易，可使装置小型化，连续化。
工程设计简单而灵活，运行费用低，不产生二次污染。