活性碳纤维
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。
活性炭纤维（ACF）
活性炭纤维（ACF）活性炭纤维是新一代高效活性吸附材料和环保功能材料，是活性炭的更新换代产品。
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。
产品结构活性炭纤维（ACF）是用天然纤维或人造有机化学纤维经过碳化制成。
其主要成份由碳原子组成。
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1000-1600m2/g，微孔体积90%左右，其微孔孔径为10A-40A。
产品性能1、吸附容量大：对有机气体恶臭、腥臭物质（NO、NO2、SO2、H2S、NH3、CO、CO2）吸附量比颗粒和粉状活性炭大20-30倍。
对水溶液中的无机物、燃料、有机物质及重金属离子吸附量比颗粒、粉状活性炭高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%）。
对低浓度吸附质的吸附能力特别优良。
如对PPM吸附仍保持很高的吸附量。
而GAC吸附材料往往在低浓度吸附能力大大降低。
2、吸附速度快：对气体的吸附一般在数十秒至数分钟达到吸附平衡，比GAC高2-3个数量级。
3、脱附速度快、易再生：用120℃-150℃热空气加热10-30分钟即可完全脱附。
在多次吸附过程中，仍然保持原有的吸附性能。
4、耐温性能好：在惰性气体中耐高温1000℃以上，在空气中着火点达500℃。
5、耐酸、耐碱，具有良好的导电性能和化学稳定性。
6、灰份少：它的灰份含量仅为GAC的十分之一，对回收物质的催化作用小。
产品用途1、水净化：能除去水中的重金属离子、致癌物质、臭味、铁锈、毒味、细菌及脱色等。
用于自来水、食品工业用水及工业用纯水等。
2、空气净化：能吸附过滤空气的恶臭、烟气、毒气、致癌物质等。
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
谢谢观看
THANK YOU FOR WATCHING
DOCS
活性炭纤维毡的制备原料
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。
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 。
新型服装材料
新型服装材料随着科技的不断进步，新型服装材料也随之出现，它们不仅具有时尚造型，还打破了传统服装材料的限制。
新一代的服装材料拥有更高的舒适度和透气性，可以帮助人们更好地适应各种环境，缓解疲劳和不适。
本文将探讨几种新型服装材料的特点及其应用。
1. 活性炭纤维材料活性炭纤维材料是一种新型的高科技纤维材料，它是通过将活性炭颗粒贴附在纤维表面制成的。
活性炭纤维具有许多独特的特性，例如吸湿性、透气性、抗菌性和除臭性等。
它的微孔结构可以吸附和过滤空气中的有害颗粒，如汽车尾气和PM2.5等。
在服装方面，活性炭纤维可以用于户外运动服、工作服、医用服装等，以保护人们免受外部环境的侵害。
例如，它可以用来制作户外运动服，以吸收人体的汗水并减轻运动时的疲劳感。
此外，活性炭纤维材料的抗菌和除臭性还可以帮助人们避免汗臭和异味。
2. 超级弹性纤维材料超级弹性纤维材料是一种新型的高科技纤维材料，它具有非常高的弹性、柔软度和舒适度。
与传统的纤维材料相比，超级弹性纤维材料的拉伸性能更好，可以承受更大的拉伸力而不会失去弹性。
这种材料可以用于制作运动服、内衣和泳装等。
超级弹性纤维材料还具有良好的透气性和吸湿性。
这使得它可以帮助人们在运动时快速排汗并保持身体干爽。
此外，由于它可以适应身体的形状，所以能够提供更好的支撑和舒适度，使人们在运动中更加自由和舒适。
3. 智能发热材料智能发热材料是一种在低温环境下可以自行发热的材料，它可以通过电子器件来调节发热效果。
这种材料通常由纤维和金属粉末制成，具有良好的弯曲性和可塑性。
智能发热材料的应用范围非常广泛，可以用于制作冬季服装、医用保暖材料等。
在服装领域，智能发热材料可以用于制作保暖内衣、手套、袜子等。
这种材料不仅可以提供更好的保暖效果，还可以减少对传统化石能源的依赖。
此外，智能发热材料还可以用于医疗领域，帮助一些需要保暖的人群，如老年人和残疾人。
总之，新型服装材料的应用正在逐渐扩展。
这些新材料不仅可以提供更好的舒适度和功能性，还可以帮助人们更好地适应各种环境。
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。
活性碳纤维
活性炭材料方面的发展活性碳纤维[1]1.概述活性碳纤维（activated carbon fiber, ACF）是继粉状活性炭和颗粒活性炭之后发展起来的第三代活性炭材料。
人们最初将传统的粉状或细粒状活性炭吸附在有机纤维上或灌倒空心有机纤维里制成纤维状活性炭（fiberous AC, FAC）但所得到产品性能不够理想[2]。
于是，知道20世纪60年代初期，在碳纤维（carbon fiber，CF ）工业得以发展的基础上，人们将CF进行活化处理，才获得这种新型的吸附性能有一的ACF。
2.发展过程最早报道ACF研制成功的事W.F.Abbott ,他于1962年研制成功黏胶基ACF[3]。
1972年，G.N.Arons和R.N.Macnair等研制成功酚醛基和黏胶基AC[4]。
1973年、1977年，R.Y.Lin和J.Economy报道了关于酚醛基ACF的研究成果[5]。
后来建立了一个ACF商业化设备工艺程序[1]。
Bailey和Maggs用路易斯酸来处理黏胶纤维制得ACF[1],并获专利。
随后人们尝试了各种原料来直奔ACF，包括黏胶、酚醛纤维、聚丙烯腈、沥青、聚酰亚胺纤维、异型截面纤维等。
在诸多国家中，日本是开发和应用ACF较多的国家之一[6、7]。
日本东洋纺织公司最早开发了人造丝基ACF，并与1975年工业化，目前产量达到100t∕a；1976年东邦人造丝开发出PAN基ACF；1988年，日本大阪气化公司与尤尼吉卡共同开发出沥青基ACF。
国内从事ACF的开发与研究科研单位及大专院校有许多，在ACF的制备、性能与结构表征、活化机理及应用取得长足进步。
中山大学材料系增汉民教授及其合作者就不同原料ACF的制备、性能测定、反应机理、功能化研究等方面发飙了数十篇论文[8~10]。
1987年中科院山西煤化所沈曾民研究员及其合作者系统开发了通用沥青基ACF，并在其随后的研究工作中，进一步优化和考察了以预氧化纤维为原料的“碳化∕活化”工艺(又称作“一步法”)与传统的“碳化再活化”工艺（有称作“二步法”）的各自优劣，并探讨了不用活化方式对中间相沥青CF和通用级沥青CF的活化规律[11~18]。
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。
活性炭纤维的制备工艺研究
活性炭纤维的制备工艺研究一、前言活性炭纤维是一种新型的吸附材料，由于其特殊的结构与性能，能够有效地吸附有害气体和水中的有机物，因此成为了近年来研究的热点之一。
在各种制备工艺中，化学气相沉积法是相对成熟的技术之一，但在实际应用中，其制备周期长、成本高等问题限制了其广泛应用。
因此，本文将围绕活性炭纤维的制备工艺进行深入研究，通过对各种制备工艺的比较和分析，为活性炭纤维的工业化生产提供一定的参考。
二、活性炭纤维的特点活性炭纤维是一种具有高孔隙度、大比表面积、良好的吸附性能和多孔结构的吸附材料。
它的优点主要有以下几点：1.比表面积大：活性炭纤维由于其独特的结构，比表面积一般可达到500-3000m2/g，比传统活性炭的比表面积大出10倍以上，因此吸附性能更为出色。
2.吸附效率高：活性炭纤维由细微的纤维组成，使得其微孔多，孔径分布均匀，因此能够有效吸附液态、气态中的各种有机物等。
3.化学性质稳定：活性炭纤维的碳纤维是纯碳材料，其化学性质稳定，因此在各种不同环境下都可以有很好的应用性能。
三、活性炭纤维的制备方法活性炭纤维的制备方法有多种，根据不同的制备工艺，其孔径大小、比表面积等性质也会有所不同。
常见的制备方法有化学气相沉积法、煅烧纺丝法和激光烧结法等。
1.化学气相沉积法化学气相沉积法是目前比较成熟、研究较多的制备活性炭纤维的方法。
这种方法利用化学反应在碳纤维表面生成孔隙结构和吸附能力较好的碳材料。
基本步骤是将制备好的碳纤维放入反应器中，然后流入匀速气流和反应气体，通过控制温度、压力、反应时间、气体流量等参数，使反应体系发生化学反应，产生气体沉积在碳纤维表面，最终形成多孔的活性炭纤维。
2.煅烧纺丝法煅烧纺丝法是通过添加活性炭纤维前驱体到高分子聚合物中，在升高温度的情况下，高分子热降解，产生一定的孔隙结构和活性炭纤维。
煅烧过程中需要控制升温速度、煅烧温度、保温时间等参数，从而得到一定的孔隙度和比表面积。
3.激光烧结法激光烧结法是通过使用激光束烧结活性炭纤维前驱体，从而制备高性能、高孔隙度的活性炭纤维。
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活
性
炭
材
料
方
面
的
发
展
活性碳纤维[1]
1.概述
活性碳纤维（activated carbon fiber, ACF）是继粉状活性炭和颗粒活性炭之后发展起来的第三代活性炭材料。
人们最初将传统的粉状或细粒状活性炭吸附
在有机纤维上或灌倒空心有机纤维里制成纤维状活性炭（fiberous AC, FAC）但所得到产品性能不够理想[2]。
于是，知道20世纪60年代初期，在碳纤维（carbon fiber，CF ）工业得以发展的基础上，人们将CF进行活化处理，才获得这种新型的吸附性能有一的ACF。
2.发展过程
最早报道ACF研制成功的事W.F.Abbott ,他于1962年研制成功黏胶基ACF[3]。
1972年，G.N.Arons和R.N.Macnair等研制成功酚醛基和黏胶基AC[4]。
1973年、1977年，R.Y.Lin和J.Economy报道了关于酚醛基ACF的研究成果[5]。
后来建立了一个ACF商业化设备工艺程序[1]。
Bailey和Maggs用路易斯酸来处理黏胶纤维制得ACF[1],并获专利。
随后人们尝试了各种原料来直奔ACF，包括黏胶、酚醛纤维、聚丙烯腈、沥青、聚酰亚胺纤维、异型截面纤维等。
在诸多国家中，日本是开发和应用ACF较多的国家之一[6、7]。
日本东洋纺织公司最早开发了人造丝基ACF，并与1975年工业化，目前产量达到100t∕a；1976年东邦人造丝开发出PAN基ACF；1988年，日本大阪气化公司与尤尼吉卡共同开发出沥青基ACF。
国内从事ACF的开发与研究科研单位及大专院校有许多，在ACF的制备、性能与结构表征、活化机理及应用取得长足进步。
中山大学材料系增汉民教授及其合作者就不同原料ACF的制备、性能测定、反应机理、功能化研究等方面发飙了数十篇论文[8~10]。
1987年中科院山西煤化所沈曾民研究员及其合作者系统开发了通用沥青基ACF，并在其随后的研究工作中，进一步优化和考察了以预氧化纤维为原料的“碳化∕活化”工艺(又称作“一步法”)与传统的“碳化再活化”工艺（有称作“二步法”）的各自优劣，并探讨了不
用活化方式对中间相沥青CF和通用级沥青CF的活化规律[11~18]。
3．活化机理
（1）物理活化
碳纤维为多项不均匀结构，由乱层石墨多晶结构和孔隙组成。
多晶结构中石墨化程度较低且排列紊乱的非晶区中，碳原子成为活化中心，活化气体首先将其氧化刻蚀形成孔洞；其次晶格缺陷处及微晶部分被氧化形成孔隙，此时原有孔隙或裂纹也易被氧化扩大；最终稳定晶区得碳原子作为ACF的骨架被保留下来。
同时碳纤维中所含的钠等碱金属杂质是炭的氧化催化剂，它们可以促进热化学反应对成孔也有一定贡献。
目前，人们对ACF微孔的生成过程还没有一致的结论。
一般认为，纤维活化时活化剂刻蚀炭材料的无定形部分或晶体缺陷部分而生成孔隙。
在其气-炭反应中，有两个并发的便面过程：①多分子层和单分子层边缘碳原子的去除；②基面内碳原子的去除，形成和扩大新孔。
也有人认为，ACF的细孔不是在活化时新成的，而是已经存在的细孔通过氧化气体的扩散，将其扩大或将密闭的孔开口而形成。
（2）化学活化
当采用KOH活化时，通过对升温过程中气体形成量可知：300℃左右生成大量水蒸气，400℃以上有甲烷生成，但是很少有一氧化碳和二氧化碳生成，这与水蒸气活化时不同。
虽然炭材料与活化剂的反应历程十分复杂，但是，经过多年的研究人们已经确定了一些基本反应的主要因素有：炭材料便面活性点浓度；炭材料的晶型和结构；无机杂质的存在；反应气向活性点的扩散。
这无疑为进一步活
化反应历程和机理奠定了基础。
4.研究现状
目前，关于ACF的研究重点已经从其制备、表征和吸附性能的一般性研究工作转移到具有新结构特征和功能特征ACF的研发及ACF在新兴领域的应用研究。
其中，具有代表性的事ACF的功能化研究和中孔ACF开发。
（1）A CF的功能化
尽管ACF显示出优于粉状、粒状活性炭的吸附性能，但由于其成本比活性炭高很多，产量和销量都不大，即使被认为是ACF生产大国的日本，其裁量仅为AC产量的0.3%。
为进一步提高ACF的性能价格比，扩宽其应用领域，近年来人们开展了大量ACF的功能化研究工作：
①形态的改变ACF的特点之一是可根据使用要求加工成不同形态，目前主要是以毡、布、纸及蜂窝状等形态使用。
、
②结构的控制ACF的孔径以微孔为主，而且分布呈单分散型，适用于气相吸附和低分子量分子液相吸附。
③表面化学改性ACF表面存在少量亲水性和含氧官能团，通过对A CF 表面的简单的氧化、氨化氢化、碱化或高温处理后，可以改变其表面含氧、含氮官能团以及疏水性等，便可增加对不同酸碱性气体的吸附能力。
（2）中孔ACF
由于ACF的孔径的都集中在微孔的范围，使其在气相吸附中具有吸附、脱附速度快的优点，但却限制了其在较大分子领域如催化、电子、医药及液相吸附等方面的应用。
尤其在超级电容器中，由于中孔的存在，使得被吸附分子从中孔扩散到微孔比从液相直接扩散到微孔的路径短。
中孔不但提高了
分子在微孔中的扩散能力同时也提高了微孔表面的平衡覆盖率，因此可获得较大吸附量。
双电层电容器电极材料的研究就是利用富含中孔的活性炭的高吸附性而值得。
对于微孔来说由于孔径较小，大分子的电解质溶液难以进入这些微孔，难以使之形成双电层结构。
因此开发高中孔率的ACF炭材料将极大地扩展ACF的应用领域。
人们采取下列方法来获得高中孔含量的ACF：
①催化活化催化活化法所用金属主要有：碱金属氧化物及其盐类；碱土金属氧化物及其盐类；过渡金属氧化物和稀土元素。
②界面活化界面活化是指利用不同富碳基体间存在的较大内应力使界面成为活化反应中心的一种活化方法
③混合聚合物碳化混合聚合物是由两种或两种以上的聚合物经物理或化学方法混合而成的。
文献参考
1《活性炭材料的制备与应用》沈曾民、张文辉、张学军等编著
2Macnair R N, Arons G N .Carbon Adsorption Handbook. Cheremisinoff,819~859
3Medowell R L.J Appl.Polym Sci,1961,5:663~667
4Abbott W F. US Pantent 3053775,1962
5Aron G N.Textlie Research J.1972,42
6 Aron G N . Activated carbon fiber and fabric achieved by pyrolysis and activation of
phenolic precursor . Appl. Polym. Symp.1973.
7Turner; John JP. US.Patent 4401588.1983
8Suzuki M .Carbon .1994,32
9贺福，马谦中。
新型炭材料，1992
10增汉民等。
合成纤维工业，1983
11增汉民，符若文。
合成纤维工业，1987
12增汉民，符若文。
新型炭材料，1991
13李云济。
沥青基ACF的研制与应用：【学位论文】。
太原：中科院山西煤化所，1989 14张学军，沈曾民。
沥青基ACF的制备、结构及性能。
新型炭材料，1994,14
15张学军，沈曾民，迟东伟。
中间相沥青基碳纤维的活化。
16张学军，沈曾民。
沥青基ACF的制备。
合成纤维，2000,29
17沈曾民，张学军。
超高比表面积ACF的制备。
18ZhangXuejun，Shen Zeng Min，Zhao Donglin 。
Carbon’01：an International Conference on carbon。
Kentucky：2001。