活性炭纤维第一次课堂PPT内容
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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；
活性炭的结构 ppt课件
PPT课件
21
在中国，竹溪活性炭有限公司是最大的生产
粉状活性炭的公司。这家公司的市场份额是 18.6%(粉状活性炭的总产量是45，600吨)， 同年产量也达8，500吨。福建南平元力活性 炭有限公司有大约4，300吨的产量，2000年， 他拥有约9.4%的市场份额。其他生产商例如 宁夏华辉活性炭有限公司（7.5%），北大旺 庄活性炭厂（音译）(7.3%)，宁夏广厦万德 活性炭股份公司(7.2%)和山西新华化工厂 (6.4%)是中国生产粉状活性炭的主要生产商。
1911年在维也纳附近的Fanto工厂 首次用水蒸气活化法生产出Eponit 粉状炭，1913年又用氯化锌活化法 生产出防毒面具用的粒状活性炭。
PPT课件
7
从20世纪初至20世纪中期，由于 战争的原因，防毒面具用活性炭 和糖厂用的脱色炭有很大发展。
第二次世界大战开始后，要求可 靠性更高的防毒面具，煤开始作 为生产活性炭的原料，出现了压 块、压伸工艺制造技术。
PPT课件
3
二、活性炭工业历史与现状
活性炭工业历史：
在公元前1550年埃及就用于医药， 公元前2世纪印度用于滤水， 长沙马王堆出土的汉墓木椁用木炭来吸潮、防腐，
明朝李时珍在《木草纲目》中记述果核烧炭可治疗 腹泻和肠胃病。
到中世纪，木炭用于糖液脱色精制．以后发现骨炭 有更大的脱色力，
活性炭出口量 25.6 40.1 60.0 91.1 135.7
活性炭净出口量 24.7 38.7 57.9 88.0 131.2
市场总消费量 18.3 28.3 43.0 61.6 84.9
水处理
3.1 4.8 7.6 11.3 15.6
食品
5.3 8.5 13.2 18.5 25.7
活性炭纤维
为例， 以PAN为例，其制配工艺示意图如下： 为例 其制配工艺示意图如下：
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 。
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 。
活性炭纤维(完整)方共35页文档37页PPT
活性炭纤维(完整)方共35页文档
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
谢谢！Leabharlann 61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
谢谢！Leabharlann 61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
碳纤维课件PPT
3
2021/3/10
碳纤维属于无机纤维，主要特点是耐高温、质轻、有很 高的抗拉强度和弹性模量，不单独使用，一般是加入到 树脂、金属或陶瓷基体中制成复合材料，用于制造宇宙 飞船、火箭、导弹、高速飞机及大型客机的外壳，此外， 这种复合材料还用于原子能、机电、化工、冶金、运输等 工业部门及体育运动器具。
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2021/3/10
一、聚丙烯腈炭纤维
聚丙烯脂基碳纤维最早是在1959年由日本的进藤昭男研制成 功，1963年英国皇家航空研究中心在纤维热稳定化过程中施 加张力牵伸，打通了制备高性能碳纤维的工艺流程并沿用至
今。 碳纤维的生产主要分为两步，第一步是聚丙烯腈原丝的生产， 类似于腈纶的生产，第二步是原丝的预氧化和碳化。
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2021/3/10
沥青调制
沥青调制是沥青炭纤维制造中的一项重要工艺步骤，原料沥青 经热致和溶致等主要调制手段，得到的调制沥青可作为纺丝沥青。 沥青调制处理是使调制成的沥青的组成结构尽量整齐均匀的处 理工艺。 调制成的纺丝用沥青原料，一般分为两类， ①普通纺丝用沥青(各向同性沥青)， ②高性能纺丝用沥青(中间相或潜在中间相型沥青)。
大丝束碳纤维是指每束碳纤维的根数等于或大于 46000—48000根，即每束≥46K一48K的碳纤维。而 1000 根、3000根、6000根、12000根以及24000根即1K、 3K、6K、12K、24K的碳纤维则称为小丝束碳纤维。 大丝束的生产对前驱体要求较低，产品成本低，非常 适合一般民用工业领域。而小丝束的生产追求高性能 化，代表世界碳纤维发展的先进水平。
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2021/3/10
聚丙烯腈原丝的生产，是将单体聚合制成纺丝原液，然后 纺丝成形。按聚合和纺丝的连续性分为一步法和两步法； 按纺丝方法分为湿法、干法、熔融法和干湿法。原丝生产 在整个碳纤维生产过程中至关重要，原丝的质量决定着碳纤 维的性能，而且原丝部分的投资约占碳纤维生产的80％。 聚丙烯脂原丝经过预氧化、碳化，分子间形成乱层石墨结构， 制得碳纤维，或进一步经高温石墨化制得石墨纤维
如何正确的使用活性炭PPT
通常把粒度大于0.175mm的活性炭称作颗料活性 3.其它形状的活性炭
除了粉状活性炭和颗粒活性炭两大类外，还有其他形状的，如活性炭纤维、活 性炭纤维毯、活性炭布、蜂窝状活性炭、活性炭板等等。
2020/3/8
3
活性炭吸附选择性和用途：
活性炭用于吸附过程中，非极性物质比极性物质更易于吸附。在同一系 列物质中，沸点越高的物质越容易被吸附，压强越大温度越低浓度越大，吸 附量越大。反之，减压，升温有利于气体的解吸。
如何正确的使用活性炭？
2
1
活性炭的基本介绍：
活性炭是一种黑色粉状、粒状或丸状的无定形具有多孔的碳，主要成分 为碳，还含少量氧、氢、硫、氮、氯。也具有石墨那样的精细结构，只是晶 粒较小，层层间不规则堆积。具有较大的表面积(500～1000米2/克)，有很强 的吸附性能，能在它的表面上吸附气体、液体或胶态固体；对于气体、液体， 吸附物质的质量可接近于活性炭本身的质量。
2020/3/8
5
活性炭的吸附原理：
活性炭的吸附可分为物理吸附和化学吸附。 物理吸附：主要发生在活性炭去除液相和气相中杂质的过程中。活性炭的多孔结构提供了大 量的表面积，从而使其非常容易达到吸收收集杂质的目的。就象磁力一样，所有的分子之间 都具有相互引力。正因为如此，活性炭孔壁上的大量的分子可以产生强大的引力，从而达到 将介质中的杂质吸引到孔径中的目的。必须指出的是，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，这样才可可能保证杂质被吸收到孔径中。 化学吸附：化学反应也经常发生在活性炭的表面。活性炭不仅含碳，而且在其表面含有少量 的化学结合、功能团形式的氧和氢，例如羧基、羟基、酚类、内脂类、醌类、醚类等。这些 表面上含有地氧化物或络合物可以与被吸附的物质发生化学反应，从而与被吸附物质结合聚 集到活性炭的表面。
除了粉状活性炭和颗粒活性炭两大类外，还有其他形状的，如活性炭纤维、活 性炭纤维毯、活性炭布、蜂窝状活性炭、活性炭板等等。
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活性炭吸附选择性和用途：
活性炭用于吸附过程中，非极性物质比极性物质更易于吸附。在同一系 列物质中，沸点越高的物质越容易被吸附，压强越大温度越低浓度越大，吸 附量越大。反之，减压，升温有利于气体的解吸。
如何正确的使用活性炭？
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1
活性炭的基本介绍：
活性炭是一种黑色粉状、粒状或丸状的无定形具有多孔的碳，主要成分 为碳，还含少量氧、氢、硫、氮、氯。也具有石墨那样的精细结构，只是晶 粒较小，层层间不规则堆积。具有较大的表面积(500～1000米2/克)，有很强 的吸附性能，能在它的表面上吸附气体、液体或胶态固体；对于气体、液体， 吸附物质的质量可接近于活性炭本身的质量。
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活性炭的吸附原理：
活性炭的吸附可分为物理吸附和化学吸附。 物理吸附：主要发生在活性炭去除液相和气相中杂质的过程中。活性炭的多孔结构提供了大 量的表面积，从而使其非常容易达到吸收收集杂质的目的。就象磁力一样，所有的分子之间 都具有相互引力。正因为如此，活性炭孔壁上的大量的分子可以产生强大的引力，从而达到 将介质中的杂质吸引到孔径中的目的。必须指出的是，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，这样才可可能保证杂质被吸收到孔径中。 化学吸附：化学反应也经常发生在活性炭的表面。活性炭不仅含碳，而且在其表面含有少量 的化学结合、功能团形式的氧和氢，例如羧基、羟基、酚类、内脂类、醌类、醚类等。这些 表面上含有地氧化物或络合物可以与被吸附的物质发生化学反应，从而与被吸附物质结合聚 集到活性炭的表面。
活性炭的结构 ppt课件
PPT课件
9
1938年布朗诺尔、埃米特、泰勒 (Brunauer, Emmett, Teuer) 3人在朗格 谬尔(Langmuir)动力学吸附理论的基 础上，提出了多分子层吸附理论(简称 BET理论)和著名的BET方程。
1943年美国匹斯堡活性炭公司(现在的 Calgoh公司)首次采用烟煤压块、水蒸 气活化工艺制造军用活性炭。
但这些都是在实验里完成的， 工业化设备、材料、工程理论问题没能得到
解决。
PPT课件
5
谢勒(Sheele)在1773年、方塔纳 (Fontana)在1777年分别发现木炭能吸 附大量的气体及空气。
1785年，洛维茨证实木炭能使某些液 体脱色。这一发现导致木炭于1794年 在英国精制糖厂中首次获得工业应用。
工业应用促使活性炭吸附理论和空隙结构研 究有很大进展。
PPT课件
11
苏联学者杜宾宁(Dubinin)等人发展了 Polanyi的吸附势理论，提出了体积填 充理论和计算活性炭孔分布的D-R ( Dubinin-Radushkevioh)和D-A (Dubinin-Astakhor)方程，成为当今人
1911年在维也纳附近的Fanto工厂 首次用水蒸气活化法生产出Eponit 粉状炭，1913年又用氯化锌活化法 生产出防毒面具用的粒状活性炭。
PPT课件
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从20世纪初至20世纪中期，由于 战争的原因，防毒面具用活性炭 和糖厂用的脱色炭有很大发展。
第二次世界大战开始后，要求可 靠性更高的防毒面具，煤开始作 为生产活性炭的原料，出现了压 块、压伸工艺制造技术。
上一堂课的主要内容
生物质、生物质能、生物质资源、生物质能 的特点、生物质能转化的技术路线
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产品方案的环境评价
废气治理是大气污染控制过程中的一个重要环节。有机挥发
性气体广泛存在于工业和家庭设施中，不仅给工农业生产造 成影响，而且对人体的健康也有极大的危害。空气中挥发性 有机物(VOCs)是石油、化工和一些轻工业如制药、印刷、 涂料、制鞋、玩具等行业在生产中产生的最常见的污染物。 一些则是剧毒物质，如某些树脂、含氯化合物(氯乙烯等)、 有机磷化合物等；更多的是毒性较小的VOCs，如醛、酮、 烷烃、苯环系列及其衍生物等，长时暴露在这些物质污染的 环境中就会引起中毒事故，严重的导致终身伤残，甚至致死 [1]。VOCs的污染防治问题逐渐受到重视，引进国外治理设 备存在投资大、运行成本高的问题，国内传统工艺存在技术 落后、运行不稳定、效率低的问题，因此亟待研究开发新的 治理工艺。
活性炭纤维生产工艺路线优缺点
3· 功能化 1 可以通过调节工艺过程中的操作条件控制其内部的孔结构与
孔径分布,其主要方法是:(1)活化法,可选用不同的活化工艺或 改变活化程度来达到生成钠米级的分子筛碳纤维至钠米级的 通用ACF,采用活化法可获得以微孔为主的ACF。(2)催化活 化法,此方法可使ACF形成中孔,并在原纤维中添加金属化物 或其他物质,再进行炭化活化,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具有接近大孔 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,可将 ACF进行高温处理以调整其孔隙结构,使基孔径变小和增大比 表面积,在吸附剂微孔大小为吸附质分子临界尺寸的两倍时, 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,获得最佳的吸附效果。
产品方案的确定
活性碳纤维(ACF)的生产原料有 粘胶纤维、聚丙烯腈纤维、 酚醛纤维、沥青纤维、聚乙烯醇 纤维及一些天然纤维如剑麻等， 但工业上以前两种为主。聚丙烯 腈纤维在氧化碳化过程中会产 生剧毒的HCN，且氧化工艺不易 控制，难以制成高比表面积的 产品。我国的活性碳纤维生产主 要使用粘胶纤维为原料，使用聚 丙烯腈较少。
3· 表面改性 2
在ACF表面存在着一定量的亲水性含氧基团,基极大的影响吸
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℃的高温处理或氢化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中的吸附能力。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℃左右的温度下用空气进行氧化使之在ACF 表面导入含氧基团,液相氧化是用双氧水等氧剂在酸性条件下 与ACF进行反应,随着酸浓度的增高,ACF的表面酸性增加,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,由于配位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。基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,灭菌效果好,可用于水的净 化处理等。
活性炭纤维生产方法优缺点
由于前驱体原料的不同,ACF的生产也会有所不同,其在生产
中一般是有机前驱体纤维在低温300℃左右下进行稳定化处 理,ACF不需单独炭化,其炭化与表面功能处理可同时进行。 在碳含量增加的同时进行活化,可以使用氯化锌、磷酸、氢氧 化钾等活化剂进行化学活化或用二氧化碳或水蒸气进行物理 活化,温度控制在800℃~900℃。采用不同的处理工艺会产生 不同的孔隙结构及吸附性能,在活化过程中,炭质与活化介质 发生反应,使一部分炭被气化成微细孔隙,同时炭化过程中打 开孔隙,使之具有吸附剂的功能。用于ACF前驱体的功能性纤 维是纤维素、聚丙烯腈基、酚醛基、沥青基等。在生产ACF 之前,应先将有机原纤维在300℃下进行几十分钟或几小时的 不熔化处理,之后再进行炭化处理。也可将炭化与活化同时进 行,活化方法有物理活化法与化学活化法两种。化学活化是用 氢氧化钾、磷酸或氯化锌等进行处理,工业上的活化是以气相 联系活化法为主,用水和二氧化碳为活化介质,在惰性气体如 氮气的保护下于800℃的温度下进行处理。
活性炭纤维的特性
1）吸附量大 2） 吸附速度快 3) 再生容易，脱附速度快
4) 耐热性好
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 。
生产原料
活性炭纤维（ACF）的生产原料有粘胶纤维,聚 丙烯腈纤维，酚醛纤维，沥青纤维，聚乙烯 醇纤维及一些天然纤维如剑麻等，但工业上 只要以前面两种为主。聚丙烯腈纤维在氧化 碳化过程中会产生剧毒的HCN，且氧化工艺 不易控制，难以制成高比表面积的产品。我 国的活性碳纤维生产主要使用粘胶纤维为原 料，使用聚丙烯腈较少。所以在这也以粘胶 纤维为原料。
产品方案的环境评价
吸附法作为处理有机废气的应用最为广泛，以其去除率高、 净化彻底、能耗低等特性越来越受到人们的关注。活性炭纤 维(ACF)是20世纪70年代发展起来的，以其独特、优越的性 能大大增强了炭质吸附剂的功能，拓宽了炭质吸附剂的应用 领域，是一种新型、高效的吸附材料。与传统的活性炭相比， ACF具有优良的结构特征，它含碳量高、比表面积大，微孔 丰富、孔径分布窄，并带有一定量 吸附量和较快的吸脱附速度[2]。而且，ACF可以制成布、毡 等各种各样的形状，这就使得它比传统的活性炭颗粒具有更 优越的吸附性[3]。近年来研究人员对ACF对气体的吸附特性 做了很多研究，如VOCs、NOx和SO2等。本实验以甲苯为 研究对象，采用粘胶基ACF吸附装置对甲苯废气进行吸、脱 附实验研究。
活性炭纤维
主讲:李伟健 小组成员：05，14，17
分子式
活性碳纤维的主要成分是C，但也存在一 些微量的杂原子，包括O,H,此外还有N,S等。 它们与C结合形成相应的官能团，其中以含 氧基团在活性碳纤维表面含量较为丰富。
因此，我们无法得出其分子式。
Cx H 2O Cx 1 CO H 2
原料来源，原料性质，特性
原料来源：粘胶纤维是指从木材和植物藁杆等纤维
素原料中提取的 α－纤维素，或以棉短绒为原料， 经加工成纺丝原液，再经湿法纺丝制成的人造纤维。 原料特性：粘胶纤维具有良好的吸湿性，在一般大 气条件下，回潮率在13%左右。吸湿后显著膨胀， 直径增加可达50%，所以织物下水后手感发硬，收 缩率大。粘胶纤维的化学组成与棉相似，所以较耐 碱而不耐酸，但耐碱耐酸性均较棉差。富纤则具有 良好的耐碱耐酸性。同样粘胶纤维的染色性与棉相 似，染色色谱全，染色性能良好。此外粘胶纤维的 热学性质也与棉相似，密度接近棉为 1.50~1.52g/cm3。
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反应式
Cx H 2O Cx 1 CO H 2
物理性质和化学性质
活性炭纤维（ Activated Carbon Fibers, /ACF ），亦称纤维状活性炭，是性能优于活 性炭的高效活性吸附材料和环保工程材料。 其超过50%的碳原子位于内外表面，构筑成 独特的吸附结构，被称为表面性固体。 它是 由纤维状前驱体，经一定的程序炭化活化而 成。