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1、活性炭纖(ACF)第一小組編制主要內容：一.簡介活性炭纖維（ACF）二.ACF的結構，組成，性能三.ACF的合成方法和原理四.ACF的加工工藝五.ACF的應用情況六.ACF深入研究方向七.ACF的回收利用，再生途徑及發(fā)展趨勢一.活性炭纖維概述活性炭纖維(?ACF)是20世紀60~70年代發(fā)展起來的一種新型高效吸附劑,它以木質素、纖維素、酚醛纖維、聚丙烯纖維、瀝青纖維等為原料,經炭化和活化制得。在環(huán)保領域應用的碳材料先后出現(xiàn)過活性炭粉末(?PAC)、顆粒活性炭(?GAC)以及將活性炭粒子熱熔或粘附在玻璃纖維或有機纖維上的纖維
2、活性炭(?FAC)。與傳統(tǒng)的GAC、PAC、FAC不同,活性炭纖維(?ACF)是由有機纖維經炭化、活化而得到。二、活性炭纖維的結構及組成活性碳纖維的纖維直徑為5~20μm，比表面積平均在1000~1500m2/g左右，平均孔徑在1.0~4.0nm，微孔均勻分布于纖維表面。與活性炭相比，活性碳纖維微孔孔徑小而均勻，結構簡單，對于吸附小分子物質吸附速率快，吸附速度高，容易解吸附。與被吸附物的接觸面積大，且可以均勻接觸與吸附，使吸附材料得以充分利用。效率高，且具有纖維、氈、布和紙等各種纖細的表態(tài)，孔隙直接開口在纖維表面，其吸附質
3、到達吸附位的擴散路徑短，且本身的外表面積較內表面積高出兩個數(shù)量級。對于有些大分子或顆粒物質，如二惡英、粉塵等，體積已經接近乃至大于活性碳纖維微孔體積，難以被吸附，相比較活性炭更占有優(yōu)勢。1.活性炭纖維與顆粒狀活性炭的區(qū)別：活性炭：活性炭含有大孔，中孔和微孔，其吸附主要為物理吸附，吸附過程一般分為3個階段：外部擴散、內部擴散、吸附反應。主要影響吸附速率的是前兩個階段?；钚蕴坷w維：大量的微孔直接開于表面。沒有內部擴散階段。吸附過程只有兩步：外部擴散、吸附反應。沒有內部擴散階段。此外，活性炭纖維的主要成分是C，但也存在微量的雜質
4、原子，包括O、H，此外還有N、S等。它們與C結合形成相應的官能團，其中以含氧基團在活性炭纖維表面含量較為豐富。這些特征賦予炭纖維具有優(yōu)良的吸附性能：2.傳統(tǒng)活性炭與活性炭纖維結構對比3.活性炭纖維的特點比表面積大，以微孔為主、孔徑分布均勻；加工成型性好，可制成無紡布、布、紙、氈等；具有較高強度，不易粉化，不造成二次污染；吸附能力強，吸附容量大；吸附、脫附速度快；對低濃度物質具有良好吸附能力，避免漏吸；具有較強的氧化還原能力，可用于貴金屬回收；含氮ACF對含硫有機物具有特殊吸附能力。二、ACF的結構及性能微孔形結構：微孔半徑
5、在2nm以下，其孔徑分布窄，特殊的細孔呈單分散分布，由不同尺寸的微細孔隙組成其結構，并且中孔、小孔擴散呈現(xiàn)出多分散型分布，在各細孔結構中的差別較大，其主要原因在于原料的不同。表面化學結構:炭的固體表面原子呈不飽和結構，其具有獨特的表面化學性能，其微晶在比燃燒溫度低時易于與氧化介質發(fā)生反應生成氧化產物，主要有羧基、酚基、醌基等含氧基團及含硫基、氮元素、鹵素等管能團，其表面酸性與吸附平衡有密切的關系。二、ACF的結構及性能主要性能:1)活性炭纖維（簡稱./0）是一種表面超微粒子，具有不規(guī)則的結構和納米空間混合的體系2)主要發(fā)育
6、了大量的微孔，都直接開于表面。因此，活性炭纖維具有很大的比表面積（多數(shù)在1000～1500㎡／g）。此外，活性炭纖維的主要成分是C，但也存在微量的雜質原子，包括O、H，此外還有N、S等。它們與C結合形成相應的官能團，其中以含氧基團在活性炭纖維表面含量較為豐富。1.活性炭纖維優(yōu)良的吸附性能：吸附容量大，達到吸附平衡的速率快，對有機蒸氣的吸附量比粒狀活性炭大幾倍甚至幾十倍；吸附脫附速度快，再生容易，不易粉化；吸附力強、吸附完全，特別適用于吸附去除ppm、ppb級乃至更低濃度的水中有機物；具有氧化還原能力，可將貴金屬離子及H92
7、+等離子還原為低價離子或金屬單質。ACF碳纖維和其他活性炭材料吸附能力對比粉末活性炭（Pac）<活性炭棒（CTO）<顆?；钚蕴浚℅AC）<碳纖維（ACF）三.活性炭的合成方法及原理1.合成方法：目前用作活性炭纖維前驅體的有機纖維主要有粘膠基、聚丙烯睛基、瀝青基、酚醛基四種，除此之外，還有采用其他原料制成的，如聚偏二氯乙烯、聚酞亞胺纖維、PBO纖維、聚苯乙烯纖維、聚乙烯醇纖維、聚氯乙烯基、PVA基等，不同的原料纖維有不同的炭化和活化特性，制成的活性炭纖維的特點有所不同2.原理：活性炭纖維是經過活化的含碳纖維，將某種含碳纖維，
8、經過高溫活化（不同的活化方法活化溫度不一樣），使其表面產生納米級的孔徑，增加比表面積，從而改變其物化特性。四.活性炭的加工工藝目前活性炭纖維的生產主要是聚丙烯腈基和瀝青基、黏膠基，其他炭纖維很少。??活性炭纖維生產加工工藝如下1)浸漬(預處理)；2)氧化工藝；3)碳化工藝；4)活化工藝，活化時盡可能多地
