活性碳纤维结构设计及功能控制

活性碳纤维功能敷料产品优势说明：
1.止血、止疼、消炎、抗感染。

2.纯生物制品，全国医保范畴。

对人体无任何伤害和影响，医生无需担风险。

3.靶向性修复---修复伤口的炎症细胞，不会对周围正常细胞造成损伤。

可叠加使用，开窗治疗，便于医生观察伤口。

4.吸附性强，加速伤口愈合---能吸附收本身重量14.6倍水分。

吸附渗血、渗液、94-99%大肠杆菌细菌死亡细胞或异物，保持创面相对干净干燥的环境。

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5.独有黑色纤维绒,防粘连创面。

---产品双面通用，可直接覆盖伤口，不粘连创面。

6.抑制瘢痕生成---在换药过程中减少了对新生上皮肉芽组织机械性的损伤和撕扯，做到抑制疤痕并减轻对创面的疼痛刺激。

7.全科室通用---八种型号，满足临床上的所有科室不同伤口的需求（含烧伤科），医生护士操作简单方便。

8.透气性强---同时有效阻隔环境微生物入侵创面，防止交叉感染
9.临床效果显著--在量产之前就已经在中国人民解放军第304医院、广西医科大学第一附属医院、宾阳人民医院做各种临床症状的报告，效果显著，得到广大主任医师的认可和赞誉
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。

聚丙烯腈基（PAN）碳纤维的性能、应用及相关标准.texindex../ 2010年6月15日 10:42 中国纤检摘要：聚丙烯腈基碳纤维是一种力学性能优异的新材料，在航空、航天、建筑、体育、汽车、医疗等领域得到广泛的应用。

本文简要介绍了国外PAN基碳纤维的发展历程和现状，PAN基碳纤维的制备、结构及性能及碳纤维的应用领域，详细介绍了PAN基碳纤维相关标准及检测，并对未来发展进行了展望。

关键词：碳纤维；聚丙烯腈；标准碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它不仅具有碳材料的固有特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。

它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为23000Mpa~43000Mpa亦高于钢。

材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大，从这个意义上已预示了碳纤维在工程的广阔应用前景。

碳纤维是一种以聚丙烯腈(PAN)、沥青、粘胶纤维等为原料，经预氧化、碳化、石墨化工艺而制得的含碳量大于90％的特种纤维。

碳纤维具有高强度、高模量、低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、导电、导热、膨胀系数小、减震等优异性能，是航空航天、国防军事工业不可缺少的工程材料，同时在体育用品、交通运输、医疗器械和土木建筑等民用领域也有着广泛应用。

PAN基碳纤维生产工艺简单、产品综合性能好，因而发展很快，产量占到90％以上，成为最主要的品种。

1 国外聚丙烯腈基碳纤维的发展现状1.1国外发展现状1959年，媒体报道的日本的进藤昭南由聚丙烯腈长丝经预氧化、碳化而制成性能优良的碳纤维工艺专利，由于该工艺简单，产品力学性能优良，因此发展较快,开创了碳纤维的新时代。

世界上聚丙烯腈基碳纤维的生产，现在已分化为以美国为代表的大丝束碳纤维和以日本为代表的小丝束两大类。

日本和美国所产的碳纤维约占全球总供应量的80%[1]。

日本三家以腈纶纤维为主要产品的公司(东丽Toray、东邦Toho及三菱人造丝公司Mitsubishi)依靠其先进纺丝科学技术，形成高性能原丝生产的优势，大量生产高性能碳纤维，使日本成为碳纤维大国，无论质量还是数量上均处于世界前三位，占据了世界78%左右的产量。

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。

２北京大学 稀 土材料化学及应 用 国家重 点实验室 ，北京 １０ ７ ） ． ０８１ 摘 要 ： 氢能是一种 清洁 的可再生 能源 ，由于传 统 的 储 氢材料 和储 氢技 术达 不到 氢燃 料 电池 电动 车的 实用
要求 ， 氢问题 已成为 氢能应 用 中最 急需解决 的关键 问 储 题 。用 Ｋ Ｈ 活化 法制备 了沥青基活性碳 纤维 ，利用低 ０
。
各种纳米碳管 的制备方法 中还没有 一种 能有效控 制
碳 管的孔径尺寸 、 长度 、 排列 以及其他微观 结构的性质 ，
这 使得 纳米 碳管材 料 的质 量千 差万 别 ，有 关其储 氢量
（ ． ％￣６ ％）报道 的数据 相 当分散 ，储 氢性 能难 以 ０ ５ ０ ７ 控制 １ 。 ２ ２ －１ 活性碳 纤维具有十分 优异 的性能 ， 在我 国得到 了广 泛 的研究 。从制 备过程 中预 氧化 、碳 化和活化机 理 、表 观 结构和孔 结构的探索 ，到新 品种新工 艺、新设 备的开 发 ，已取得 了大 量的研 究成 果 ，生产 工艺 日趋成 熟。但 相 对 国外 的研 究和产品 ，国内还有较大差距 。理论研 究 深 度和广 度不够 ，有重 大影响 的研 究成果不 多。纤 维的
活性碳 纤维 的Ｂ Ｔ比表面积和孔 结构 。 Ｅ 采用 日本 Ｓ ｚｋ ｕｕ ｉ Ｓｏａ ｈ ｋ ｎ公 司的 Ｐ Ｔ测量 系统 ，测试沥 青基活性碳纤维 Ｃ 的储氢性 能，在吸氢实 验 中，将样 品置于反应器 内，将 反应 器放 入装载液氮 的容器 中， 最大测试压 力为 ７ ａ ＭＰ 。
卫生等 方面 的应用 都较缺乏 。 活性碳 纤维 由于具有 发达的微孔 、 高比表面积而获
得 较 高的储 氢量 ，日益受到人们 的重视 。本文着眼于高 性 能活性碳 纤维的制备 ， 开发 储氢量 高的沥 青基活性碳

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。

• 这些特点使其在催化剂载体、储氢材料、超级电容、锂离子二次电池 和隐形材料等领域都得到广泛的研究。
• 制备方法：气相氧化法、液相氧化法和固相氧化法。 • 无论那一种方法，都是将碳纳米管经活化处理及后处理得到活性炭纳
米管。
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4 应用实例
（三）活性炭纤维
• 活性炭纤维（ACF）是继粉末活性炭（PAC）和粒状活性炭（GAC） 之后的第三代活性碳材料。
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1 简介
活性炭又称活性炭黑。是黑 色粉末状或颗粒状的无定形 碳。活性炭主成分除了碳以 外还有氧、氢等元素。活性 炭在结构上，由于微晶碳是 不规则排列，在交叉连接之 间有细孔，活化时会产生碳 组织缺陷，因此它是一种多 孔性含碳物质，具有很强的 吸附能力。它不仅可以作为 吸附剂，还可以作为脱色剂 和催化剂载体，使它在化学 工业、国防工业、环境保护、 食品工业等方面得到了广泛 的应用。
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4 应用实例
（一）活性炭微球
• 球形活性炭是20世纪70年代后期由日本、美国、联邦德国和苏联等工业 发达的国家研制开发成功的一种高档活性炭新品种，80年代后后期逐渐 进入工业化阶段。
• 球形活性炭具有均匀的球形外表，表面光滑、力学强度高、比表面积大、 耐磨损、耐腐蚀，长期使用掉屑少，产品杂质含量低等优点。
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2 制备工艺流程
2.2.1、影响炭活化的主要因素 • (1) 活化温度的影响 • 活化是炭和活化剂在高温下进行的反应。随着温度的升高，
反应速度加快，活化速率加大，但是太高易造成不均匀活 化。在不同的活化温度下，生产的活性炭孔结构不同。活 化温度过高，微孔减少，吸附力下降。一般水蒸气活化法 的活化温度控制在800-950℃，烟道气的活化温度控制在 900-950℃，空气的活化温度控制在600℃左右。

及测试 ． Ｌ
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 ￣。

3.体育休闲用品
• 体育应用中的三项重要应用为高尔夫球棒、 钓鱼杆和网球拍框架。 • 全世界40%的碳纤维高尔夫球棒都是由东丽 公司的碳纤维制成的。 • 全世界碳纤维钓鱼杆的产量约为每年2000万 副。 • 网球拍框架的市场容量约为每年600万副,其 它的体育项目应用还包括冰球棍、滑雪杖、 射箭和自行车,同时,碳纤维还应用在划船、 赛艇、冲浪和其它的海洋运动项目中。
沥青基碳纤维目前主要有两种类型：
力学性能较低的所谓通用级沥青基碳
纤维－－各向同性沥青碳纤维；
拉伸强度特别是拉伸模量较高的中间
相沥青基碳纤维－－各向异性沥青基 碳纤维。
• 碳纤维的生产工艺特点：
• 碳纤维生产工艺流程长、技术关键点多,是 一种多学科、多技术的集成工艺。制约我国 碳纤维发展的主要原因是PAN原丝质量不过 关,还有生产技术及设备等问题导致碳纤维 产品收率低下,生产成本较高。通常,原丝成 本占碳纤维生产成本的50%～65%,制约着碳 纤维的稳定生产和生产成本。
径在50nm左右，弯曲，彼此交叉的许多条带
状组成的结构。
碳纤维的皮芯层结构：
碳纤维由皮层、芯层及中间过渡区组成。
• 皮层：微晶较大，排列有序。 • 芯层：微晶减小，排列紊乱，结构不均匀。
基本性质
碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维。其中 含碳量高于99%的称石墨纤维。碳纤维的轴向强度和模 量高，无蠕变，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金 属和金属之间，热膨胀系数小，耐腐蚀性好，纤维的 密度低，X射线透过性好。但其耐冲击性较差，容易损 伤，在强酸作用下发生氧化，与金属复合时会发生金 属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。因此，碳纤维在使 用前须进行表面处理。
• 材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模 量愈高，则构件的刚度愈大，从这个意义上 已预示了碳纤维在工程的广阔应用前景。

200目提高101.5％。
粉状炭的不足

粉状炭在使用时有吸附速度较快，吸附能力使用充分等 优点，但需专有的分离方法。随着分离技术的进步和某些应 用要求的出现，粉状炭的粒度有越来越细化的倾向，有的场
合已达到微米甚至纳米级。

粉状炭的缺点是再生比较困难，失效的活性炭不能再生 使用，故消耗量较大(近年也有研究将它再生)。而且通常需 要相当大的混合池和沉淀池以及混合、沉淀、过滤、分离等 多道工序，操作困难，
5、碳纳米管
碳原子：SP2杂化； 结构：管状； 维度：一维；
分类：
单壁和多壁碳纳米管；
碳纳米管的结构
★碳纳米管的应用
纳米碳管有许多特异的物理性能。如纳米碳管的热导 与金刚石相近，电导高于铜。但纳米碳管的应用研究还在 探索阶段： (1)高强度碳纤维 材料理论计算表明，纳米碳管的抗张强度比钢高100 倍，但重量只有钢的六分之一。其长度是直径的几千倍， 5万个并排起来才有人的一根头发那么宽，因而号称“超 级纤维”。 (2)复合材料 近年的研究表明，纳米碳管与介孔固体(孔径在2～50 nm的多孔固体)组装，形成介孔复合体，将是一种特殊性 能的新型材料。
颗粒活性炭

通常把粒度大于0.175mm的活性炭称作颗料活 性炭。

成型方式：（1）颗粒状原料炭化；（2）粉状活性 炭+粘结剂。
颗粒活性炭的应用

较早阶段粉状炭的产量与用量均超过粒状炭。 糖和药品的脱色精制以及早期的水处理都以粉状
炭为主。后来随着应用范围的扩大、使用工艺的
改进，特别是再生方法与再生设备的解决，使粒 状炭的用量不断上升。加上各种煤制粒状炭的开 发，使成本降低，因此粒状活性炭的产量与用量 逐渐超过了粉状活性炭。

第21卷　第2期V ol 121　N o 12材　料　科　学　与　工　程　学　报Journal of Materials Science &Engineering总第82期Apr.2003文章编号:10042793X (2003)022*******收稿日期:2002208211;修订日期:2002210223作者简介:程祥珍(1977-),女,国防科技大学航天与材料工程学院博士生,现从事高性能S iC 纤维研究.活性炭纤维研究与应用进展程祥珍,肖加余,谢征芳,宋永才(国防科技大学航天与材料工程学院CFC 重点实验室,湖南长沙　410073) 【摘　要】　活性炭纤维(ACF )是由有机纤维先驱体制得的一种理想的高效吸附材料。

ACF 以其特殊的表面化学结构和物理吸附特性广泛应用于环境保护、电子工业、化工、医疗卫生、低成本S iC 纤维制备等领域。

本文就ACF 的结构与吸附特性、制备与应用等做了较系统的综述,并对其发展趋势做出了展望。

【关键词】　活性炭纤维;制备;结构;吸附特性;应用中图分类号:T Q342+174 文献标识码:AR esearch and Application Progress of Activated C arbon FiberCHENG Xiang 2zhen ,XIAO Jia 2yu ,XIE Zheng 2fang ,SONG Yong 2cai(College of Aerosp ace &Materials E ngineering ,N ational U niversity of Defense T echnology ,Ch angsh a 410073,China)【Abstract 】　As high effective ideal ads orbents ,activated carbon fibers (ACF )are prepared from the precurs ors of s ome organicfibers.Due to the special sur face structure and ads orption properties ,ACF are widely used in the fields such as environmental protection ,electronic industry ,medical treatment ,chemical engineering ,and low 2cost S iC fiber.The microstructures ,ads orptionproperties ,preparation methods ,and applications of activated carbon fibers are briefly reviewed.Meanwhile ,the next research objective is prospected.【K ey w ords 】　activated carbon fiber ;preparation ;structure ;ads orption properties ;application1　前　言活性炭纤维(Activated Carbon Fiber ,ACF )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(G ranularActivated Carbon ,G AC )之后的第三代活性炭产品[1～4],并以其特殊的表面化学结构和物理吸附特性广泛应用于环保、电子、医用卫生、化工等领域。

碳纤维在航空航天中的应用摘要:碳纤维就是纤维状的碳，由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。

碳纤维的微观结构类似人造石墨，是乱层石墨结构。

本文将针对碳纤维的结构、性能、制备方法及其在航空航天中的应用介绍。

引言20世纪纳米科技取得了重大发展，而纳米材料是纳米技术的基础，碳纤维是一种比强度比钢大，比重比铝轻的材料，它在力学，电学，热学等方面有许多特殊性能，碳纤维的强度比玻璃钢的强度高；同时它还具有优异的导电、抗磁化、耐高温和耐化学侵蚀的性能，被认为是综合性能最好的先进材料，因此它在各个领域中的应用推广非常迅速。

在近代工业中，特别是在航空航天中起着十分重要的作用。

1.碳纤维的概念碳纤维就是纤维状的碳，由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。

它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。

与传统的玻璃纤维(GF)相比，杨氏模量是其3 倍多；它与凯芙拉纤维(KF-49)相比，不仅杨氏模量是其2倍左右，而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性出类拔萃。

有学者在1981年将PAN基CF浸泡在强碱NaOH溶液中，时间已过去30多年，它至今仍保持纤维形态。

2.碳纤维的结构碳纤维的结构决定于原丝结构和炭化工艺。

对有机纤维进行预氧化、炭化等工艺处理，除去有机纤维中碳以外的元素，形成聚合多环芳香族平面结构。

在碳纤维形成过程中，随着原丝的不同，质量损失可达10~80％，形成了各种微小的缺陷。

但无论用哪种材料，高模量的碳纤维中的碳分子平面总是沿纤维轴平行的取向。

用x一射线、电子衍射和电子显微镜研究发现，真实的碳纤维结构并不是理想的石墨点阵结构。

碳纤维呈现乱层石墨结构。

在乱层石墨结构中，石墨层片仍是最基本结构单元，一般由数张到数十张层片组成石墨微晶，这是碳纤维的二级结构单元。

层片之间的距离叫面间距d，由石墨微晶再组成原纤维，其直径为50nm左右，长度为数百nm，这是纤维的三级结构单元。

Tel：+86-(0)752-2326 092Fex：+86-(0)752-2326 090RC活性碳纤维滤芯RC系列活性炭纸纤维复合式滤芯它是以充填了高品质活性炭的深度型纤维滤纸所组成；是一种典型的活性炭滤芯，滤芯的中柱外层是以精密的纤维滤材包覆内衬，再辅以活性炭纤维纸环绕成形；它具有纤维滤纸深度型滤材的结构，且具有大量的活性炭表面积，能提供高效率、高品质的吸附效果；流体流经滤材时，外层的深度纤维滤材结构能阻拦污染粒子，复合滤芯中的活性炭可以去除滤液中的有机物、细菌、异味、有机色素、余氯、有机物（VOC）以及有机化学物质；滤材最内层的纤维滤材，能防止碳末颗粒和细小的污染物流出，能提供滤液最终的品质保证与完全的过滤处理。

一、产品结构及用途1.RC系列滤芯的主要应用2. RC系列滤芯的使用条件3. RC系列滤芯的原理及特点1）．通过活性碳料灌注于纤维媒介物、由活性碳料及纤维媒介物的混制而成，具有有机物和微粒物双重过滤功能；2）．极小的碳粉颗粒和特殊纤维结构的媒介物，可以更好吸附溶液中的有机物、过滤微粒;3)．使用聚丙烯材质的强化封装及外部网套，提升滤芯的机械强度及高温度忍耐量。

Tel：+86-(0)752-2326 092Fex：+86-(0)752-2326 090四、RC活性炭纤维滤芯与传统的压缩活性炭（CTO）碳芯的对六、两种处理后的槽液效果对比1．从颜色上的对比：1）RC活性炭纤维滤芯处理的效果图 2)CTO碳芯处理效果图:2．两种碳处理的整个过程的成本对比（以6000L电镀缸为例）假设传统方法6个月做一次碳处理，RC活性炭纤维滤芯过滤后12个月做一次碳处理，以12个月为一个对比周期，传统方法比RC活性炭纤维滤芯多了一次碳处理过程，详细成本对比如下: (以一年为限，RC活性炭纤维滤芯做一次碳处理，CTO至少需两次碳处理)过滤容量： 6000(L)电镀液RC活性炭纤维滤芯：18支20”过滤时间： 4-8 Hr过滤压力： 20psi过滤容量： 6000(L)电镀液CTO活性炭滤芯： 18支20”过滤时间 4-8 Hr过滤压力 20psiRC特殊双层材料缠绕结构：1.比TOC更多的容污能力；2.易于保存，不易因吸收空气的水分以及其他杂物而导致整个碳芯失效；3.多层缠绕结构，更好的过滤效果和碳吸附效果；4.特殊的竹炭，更细的活性碳颗粒，更好的与液体接触，吸附效果更好；CTO碳芯的碳棒结构：1.极易吸收空气中的水分、气体等失去部分或者全部的吸附能力；2.碳棒结构原理使得整体的吸附效果偏差；3.容污能力差；4.碳粉颗粒容易脱落、进入到溶液中造成二次污染。

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： 非极性的表面 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
石墨晶体结构
1.9-2.0 0.9-1.1 0.55-0.65 0.35-0.41 0.5-0.6 450-550 0.4-0.7
颗粒密度 g／cm2 装填密度 g／cm2 孔隙率 空隙容积 cm3 ／g 比表面积 m2 ／ g 平均孔径 nm
0.33-0.45 0.32-0.4 0.5-1.1 0.4-0.6
谢
谢
硅胶的性质
孔径2-20nm，较之活性碳孔分布较窄 硅胶表面的羟基有一定的极性，因此是 极性吸附剂，水，醇类，酚类，胺类（可以形 成氢健），不饱和烃（可形成π键）可被优 先吸附。

硅胶的极性
强极性 吸附水分时，可达自身重量的50%. 相对湿度60%的空气，吸水可达24% 吸水时，强放热，超过100C, 使自身破碎
炭分子筛 真密度
g／cm2
活性碳 2.0-2.2 0.6-1.0 0.35-0.6
沸石分 子筛 2.0-2.5 0.9-1.3 0.6-0.75
硅胶 2.2-2.5 0.8-1.5 0.5-0.76 0.4-0.45 0.3-0.6 400-600 2-12
铝凝胶 3.0-3.3 0.9-1.9 0.5-1.0 0.4-0.45 0.3-0.8 150-350 4-15

生物吸附剂


是一种特殊的离子交换剂，其中微生物是被利用对 象，生物细胞起主要作用。研究发现细菌、真菌、 藻类等微生物能够吸而且不仅能在活的微生物细胞 表面，还能在死的微生物细胞表面进行。 微生物吸附重金属离子的机理是水中重金属离子同 微生物细胞表面的活性基团进行离子交换和相互结 合，这些活性基团主要有羧基、琉基、氨基、磷酸 根等。由于微生物细胞的特殊结构．对重金属离子 有很大的亲合性，而且，细菌细胞和真菌的菌丝都 具有巨大的比表面积，因而对重金属的吸附容量很 大。水溶液中重金属离子浓度低时，使用生物吸附 荆去除水中重金属离子的效果明显地高于普通的离 子交换剂

文章编号:1006-446X(2003)04-0026-06活性炭纤维的性能及其在环境卫生中的应用马海燕1　倪吾钟2(11杭州师范学院医学院,浙江　杭州　310012;21浙江大学环境与资源学院,浙江　杭州　310029)摘　要:简要介绍了新型功能材料———活性炭纤维的种类、制备和改性方法,通过与传统的颗粒状活性炭的比较,阐明了活性炭纤维的独特性能;综述了活性炭纤维在环境卫生方面的应用。

关键词:活性炭纤维;吸附;空气净化;劳动防护;环境卫生中图分类号:T Q42411 文献标识码:A活性炭纤维(activated carbon fiber,简称ACF)是继粉末状、颗粒状活性炭之后发展起来的一种具有独特吸附功能的新型碳材料。

20世纪60年代初在高性能碳纤维基础上,研制出了活性炭纤维;20世纪70年代,活性炭纤维逐渐开始工业化生产;活性炭纤维除了具有优良的吸附性能外,还可根据需要制成毡、布、纸等各种型材,适应于多种用途。

[3,26,35]目前,活性炭纤维已广泛应用于化学工业、环境保护、辐射防护、电子工业、医用工业、食品卫生等领域,且越来越受人们的关注。

[4,7,8,19,36,44]本文就活性炭纤维的种类、制备方法、结构特征、性能优化及其在环境卫生中的应用现状和前景作一概述。

1　活性炭纤维的种类、制备、组成和结构特征111　活性炭纤维的种类根据原料纤维种类的不同,ACF可分为黏胶基活性炭纤维(VACF)、聚丙烯腈基活性炭纤维(PAN-ACF)、沥青基活性炭纤维(FACF)、酚醛基活性炭纤维(PACF)、聚乙烯醇基活性炭纤维、天然纤维基活性炭纤维(如剑麻基活性炭纤维)和木质素基活性炭纤维(焦木素)等主要类型。

[26,44]日本是ACF第一生产大国,美国、俄罗斯等国家的活性炭纤维工业也有相当大的规模,我国的活性炭纤维工业起步较晚,生产规范还十分有限。

[4,26]112　活性炭纤维的制备虽然原料纤维种类不同,制备活性炭纤维的具体条件各不相同,但其基本工艺流程均包括预处理、碳化和活化三个主要环节(图1)。

高性能纤维——碳纤维碳纤维是由碳元素组成的纤维，其90％以上的组成元素为比金刚石结构规整性稍差，力学性能也较金刚石稍差。

碳纤维结构近乎石墨结构，所以也具有很高的抗拉强度和模量。

其强度约为钢的四倍，密度仅为钢的四分之一。

碳纤维具有很高的比强度和比模量。

具有耐高温、使用温度2000℃。

在3000 ℃非氧化气氛中劳等一系列优良性能。

既可以作为结构材料承载负荷，又可以作为功能材料发挥按原料分粘胶基碳纤维（Rayon基CF）聚丙烯腈基碳纤维（PAN基CF）沥青基碳纤维（Pitch 基CF）目前能够工业化生产按制造步骤分碳纤维（C F）石墨纤维（G F）活性碳纤维（ACF）按力学性能分通用级(GP) 高性能级(HP)具有图示的结构，这种结构容易形成共轭结构的梯形高分子，使其能够承受较快的速度热解而保持原有的纤维状基本结构。

强度的进展:碳纤维之所以具有很高的抗拉强度主要由于类石墨高度取向。

其基本结构如图所示。

层片分子取向度主要因素。

碳纤维内部结构示意图N大分子结构式:CH 2CH CNn但是，由于其大分子链上有强极性和体积较大的氰基，使其分子间形成强的偶极力。

氰基的氮原子能与相邻分C CN H C CNCH2CH2C CN H C CNCH2CH2HC CN C CNPAN纤维的x-射线衍射图有二个显著特点：有明显的反射点（2）不存在晕圈只是二维有序，没有严格的结晶结构，只有相对有序的区域，形成所谓准结晶态在光学显微镜和电子显微镜下能直接观察到的纤维结构 截面形状原纤表面形态不同的溶剂路线，不同的工艺路线得到的PAN纤维形态结构也不一样。

纤各结其性的石墨晶体理论强度184GPa碳纤维实际强度9GPa 缺陷是影响碳纤维强度的主要因素，碳纤维的整个制且在向碳纤维的结构转化过程产生较少新的缺陷。

⏹原料及环境污染，以无机盐水溶液作溶剂湿法纺丝所得PAN 纤维，这类污染更多一些。

⏹直径为1-4微米带有典型的双圆锥空间的有机杂质，形状象彼此连接成群，这种缺陷主要呈现在湿法纺制的纤维中。