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1、活性炭纖(ACF)第一小組編制主要內(nèi)容：一.簡介活性炭纖維（ACF）二.ACF的結(jié)構(gòu)，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(yīng)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(jì)60~70年代發(fā)展起來的一種新型高效吸附劑,它以木質(zhì)素、纖維素、酚醛纖維、聚丙烯纖維、瀝青纖維等為原料,經(jīng)炭化和活化制得。在環(huán)保領(lǐng)域應(yīng)用的碳材料先后出現(xiàn)過活性炭粉末(?PAC)、顆?；钚蕴??GAC)以及將活性炭粒子熱熔或粘附在玻璃纖維或有機(jī)纖維上的纖維活性炭(?F
2、AC)。與傳統(tǒng)的GAC、PAC、FAC不同,活性炭纖維(?ACF)是由有機(jī)纖維經(jīng)炭化、活化而得到。二、活性炭纖維的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)簡單，對于吸附小分子物質(zhì)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(xì)的表態(tài)，孔隙直接開口在纖維表面，其吸附質(zhì)到達(dá)吸附位的擴(kuò)散路徑短，
3、且本身的外表面積較內(nèi)表面積高出兩個(gè)數(shù)量級。對于有些大分子或顆粒物質(zhì)，如二惡英、粉塵等，體積已經(jīng)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(gè)階段：外部擴(kuò)散、內(nèi)部擴(kuò)散、吸附反應(yīng)。主要影響吸附速率的是前兩個(gè)階段?；钚蕴坷w維：大量的微孔直接開于表面。沒有內(nèi)部擴(kuò)散階段。吸附過程只有兩步：外部擴(kuò)散、吸附反應(yīng)。沒有內(nèi)部擴(kuò)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(zhì)原子，包括O、H，此外還有N、S等。
4、它們與C結(jié)合形成相應(yīng)的官能團(tuán)，其中以含氧基團(tuán)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(jié)構(gòu)對比3.活性炭纖維的特點(diǎn)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(qiáng)度，不易粉化，不造成二次污染；吸附能力強(qiáng)，吸附容量大；吸附、脫附速度快；對低濃度物質(zhì)具有良好吸附能力，避免漏吸；具有較強(qiáng)的氧化還原能力，可用于貴金屬回收；含氮ACF對含硫有機(jī)物具有特殊吸附能力。二、ACF的結(jié)構(gòu)及性能微孔形結(jié)構(gòu)：微孔半徑在2nm以下，其孔徑分布窄，特殊的細(xì)孔呈單分散分
5、布，由不同尺寸的微細(xì)孔隙組成其結(jié)構(gòu)，并且中孔、小孔擴(kuò)散呈現(xiàn)出多分散型分布，在各細(xì)孔結(jié)構(gòu)中的差別較大，其主要原因在于原料的不同。表面化學(xué)結(jié)構(gòu):炭的固體表面原子呈不飽和結(jié)構(gòu)，其具有獨(dú)特的表面化學(xué)性能，其微晶在比燃燒溫度低時(shí)易于與氧化介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成氧化產(chǎn)物，主要有羧基、酚基、醌基等含氧基團(tuán)及含硫基、氮元素、鹵素等管能團(tuán)，其表面酸性與吸附平衡有密切的關(guān)系。二、ACF的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)和納米空間混合的體系2)主要發(fā)育了大量的微孔，都直接開于表面。因此，活性炭纖維具有很大的比表
6、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(zhì)原子，包括O、H，此外還有N、S等。它們與C結(jié)合形成相應(yīng)的官能團(tuán)，其中以含氧基團(tuán)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(dá)到吸附平衡的速率快，對有機(jī)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(qiáng)、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(jī)物；具有氧化還原能力，可將貴金屬離子及H92+等離子還原為低價(jià)離子或金屬單質(zhì)。ACF碳纖維和其他活性炭材料吸附能力對
7、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(qū)體的有機(jī)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(diǎn)有所不同2.原理：活性炭纖維是經(jīng)過活化的含碳纖維，將某種含碳纖維，經(jīng)過高溫活化（不同的活化方法活化溫度不一樣），使其表面產(chǎn)生納米級的孔徑，增加比表面積
8、，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(chǎn)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(chǎn)加工工藝如下1)浸漬(預(yù)處理)；2)氧化工藝；3)碳化工藝；4)活化工藝，活化時(shí)盡可能多地
