活性炭纖維(AcF)是以有機(jī)纖維為前驅(qū)體，通過不同途徑而制得的一種新型功能性纖維，做為繼粉狀活性炭和粒狀活性炭之后的第三代產(chǎn)品的新型功能吸附材料，具有成型性好，耐酸、堿，電導(dǎo)性與化學(xué)穩(wěn)定性好等***點(diǎn)。其不僅表面積大、孔徑適中、 分布均勻及吸附速度快，而且具有不同的形態(tài)�；钚蕴坷w維在催化、吸附方面具有******的性能***征，其本身所具有的***性與孔結(jié)構(gòu)、孔分布、微孔表面積以及表面化學(xué)等使之具有極大的開發(fā)價值。

　　ACF是一種表面納米粒子，具有不規(guī)則的結(jié)構(gòu) 與納米空間混合的體系。其纖維直徑細(xì)，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，且本身的外表面積較內(nèi)表面積高出兩個數(shù)量***。

　　結(jié)構(gòu)

　　ACF具有微孔形結(jié)構(gòu)，微孔半徑在 2nm以下，其孔徑分布窄，***殊的細(xì)孔呈單分散分布，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。在 ACF中無大孔，只有少量的過渡孔，微孔分布在纖維表面，其吸附速率快，ACF絲束的空間起大孔作用，對氣相與液相物質(zhì)具有較好的吸附作用，其外比表面積大，吸脫速度快，為粒徑活性炭10～100倍。隨著比表面積增大，細(xì)孔的平均孔徑隨之增大，細(xì)孔容積增加，在細(xì)孔內(nèi)發(fā)生吸附后充填細(xì)孔內(nèi)。其比表面積增大吸附容量大，為粒狀活性炭的10倍，可吸附處理低濃度廢氣或具有高活性的物質(zhì)。

　　ACF的體積密度小，濾阻小、可吸附粘度較大的液態(tài)物質(zhì)，且動力損耗小。

　　表面化學(xué)結(jié)構(gòu)

　　ACF固體表面原子呈不飽和結(jié)構(gòu)，具有******的表面化學(xué)性能，微晶在燃燒溫度低時易與氧化介質(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、鹵素等官能團(tuán)。其表面酸性與吸附平衡有密切的關(guān)系。

　　按照國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(IUPAC)的分類標(biāo)準(zhǔn)，吸附劑的細(xì)孔分為三類：孔徑大于50nm

　　的為大孔，2nm～50nm的為中孔，0．8nm～2nm的為微孔以及小于0．8nm的為亞微孔。ACF的孔主要是亂層結(jié)構(gòu)炭和石墨微晶形成的微孔。微孔的大量存在使ACF的表面積增大，同時也使其吸附量提高。吸附劑中的大孔是作為被吸附分子到達(dá)吸附位的通道，它控制著吸附速度；ACF其纖維直徑一般在 10nm～13nm、外表面積大、微孔豐富且分布窄、易于與吸附質(zhì)接觸、擴(kuò)散阻力小，所以其吸脫附速度快，有利于吸附分離。而且，可以根據(jù)需要制成氈、布、紙等各種形態(tài)，適應(yīng)于多種用途。ACF是由CF活化而成。CF為多晶亂層石墨結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)化成ACF后，結(jié)構(gòu)基元不變化。ACF是非均勻性的多相結(jié)構(gòu)。

　　由于高溫水蒸氣將部分原子脫去后形成微孔結(jié)構(gòu)使之生成羧基、羰基等含氧活性基團(tuán)，使其表面的酸性增加。比表面積約為1 200㎡/g，遠(yuǎn)大于AC，在苛刻條件下活化時可達(dá)3 000㎡/g。ACF為分布狹窄單一孔徑的微孔結(jié)構(gòu)，其孔可以產(chǎn)生毛細(xì)管的凝聚作用。

　　由于具有微孔，其吸附、脫附速率遠(yuǎn)大于兩個數(shù)量***，吸附量大。在填充床中流體的床層阻力�。�可作為催化劑與催化劑載體使用在ACF分子內(nèi)的痕量雜原子為磷、氮、氯等。在活化時，部分雜原子被脫去后，表面的雜質(zhì)大大減少。由于活化中氧化氣體的作用，表面含氧基團(tuán)增強(qiáng)，主要有酸性基團(tuán)，如羧基等。中性基完備如羰基、內(nèi)酯基等。堿性基團(tuán)有過氧化基等。ACF會因活化的方法不同，而生成不同表面含氧基與表面酸堿性不同的產(chǎn)物。在水的作用下．其氧化還原能力更強(qiáng)。由于水的存在可以使一些基 團(tuán)氧化成羥基。由此在表面含氧基團(tuán)數(shù)目增加后．表面氧化還原容量增大。