活性炭纖維的應(yīng)用

1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案活性炭纖維的制備與應(yīng)用進(jìn)展摘 要：活性炭纖維（ACF）是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的一種性能優(yōu)于粉末活性炭和粒狀活性炭的新型吸附材料。該材料的特性有：孔徑分布窄、微孔豐富、具有大的比表面積、獨(dú)特的表面化學(xué)性質(zhì)和吸附脫附速度快等。正是由于這些特性，近年來(lái)活性炭纖維得到了迅速的發(fā)展，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。本文主要介紹了活性炭纖維的制備工藝、結(jié)構(gòu)與性能及其實(shí)際應(yīng)用。關(guān)鍵詞：活性炭纖維（ACF）;制備；性能；應(yīng)用。1引言活性炭纖維（Activated Carbon Fiber,簡(jiǎn)稱ACF）是繼粉狀活性炭（PAC）和顆?；钚蕴?（GAC）以后的第三代產(chǎn)品，是在20世紀(jì)60年代逐漸發(fā)展起來(lái)的新型活

2、性炭。 ACF主要 分為粘膠基ACF、酚醛基ACF、聚丙烯月青基ACF、瀝青基ACF等。ACF與以往的活性 炭相比，比表面積大，含量豐富的微孔占總體積的90%左右，孔徑分布狹窄且均勻，微孔孔徑 大多在1nm左右，沒(méi)有大孔和過(guò)渡孔，吸附、脫附速度快、可塑性和再生性強(qiáng)。 ACF表面 有各種官能團(tuán)，對(duì)于金屬離子、某些有機(jī)物及某些氣體有很好的選擇性吸附功能，是一種新 型的高效吸附劑。2活性炭纖維的制備活性炭在工程中應(yīng)用會(huì)在吸附層中出現(xiàn)松動(dòng)和溝槽，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)吸附層過(guò)分密實(shí)， 導(dǎo)致流體阻力增加從而影響正常操作。為了提高吸附效果人們嘗試將粉狀活性炭或細(xì)粒 活性炭粘附在有機(jī)纖維上或灌入空心的有機(jī)纖維中，制成纖

3、維狀活性炭，但效果不理想，于是人們后來(lái)開始探索用有機(jī)纖維為原料制備活性炭。2.1 活性炭纖維的原料來(lái)源目前用于制造ACF纖維的原料除了瀝青纖維、聚丙烯睛纖維、粘膠纖維 （再生纖維 素）、酚醛纖維外，還出現(xiàn)了如苯乙烯/烯姓共聚物，聚偏二氯乙烯，聚酸亞氨纖維、木質(zhì) 纖維和一些天然纖維等。前四種已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)并付諸工業(yè)化。不同的原料纖維有不同的生產(chǎn)工藝，制成的 ACF的性能也有所不同。不同原料生產(chǎn)的ACF的主要優(yōu)缺點(diǎn)如表2-1所示1-3表2-1不同原料生產(chǎn)的 ACF的主要優(yōu)缺點(diǎn)種類瀝青基聚丙烯月青基粘膠基主要優(yōu)缺點(diǎn)不易制得，連續(xù)長(zhǎng)絲，深加工困難，強(qiáng)度低結(jié)構(gòu)中含有S、N化合物，有催化劑作用，吸附性

4、能好, 工藝簡(jiǎn)單成熟，但比表面積較小，成木高原料低廉.制成品比表面積大.吸附性能好, 但產(chǎn)品收率低，強(qiáng)度低，生產(chǎn)工藝復(fù)雜由"田原料低廉.耐熱，不需要進(jìn)行預(yù)處理，產(chǎn)品收率高,酚醛基比表面積大，工藝簡(jiǎn)單2.2 活性炭纖維的預(yù)處理與制備方法生產(chǎn)活性炭纖維的工藝根據(jù)前驅(qū)體材料的不同有所不同，但所有的前驅(qū)體材料都要 經(jīng)過(guò)預(yù)處理、碳化、活化而成，原材料首先經(jīng)預(yù)處理成為可碳化纖維，再進(jìn)一步經(jīng)碳化 和活化成為活性炭纖維制品4。預(yù)處理：即穩(wěn)定化處理，主要目的是使纖維不融化，在碳化和活化的高溫過(guò)程中保 持纖維原形。主要有鹽浸漬和預(yù)氧化兩種方式3，5，6。鹽浸漬是將原料纖維充分浸漬在鹽（磷 酸鹽、碳酸鹽、

5、硫酸鹽等）溶液中，然后使其干燥。該法用在粘膠基 ACF生產(chǎn)中，與直接 進(jìn)行炭化或活化的相比，既可提高收率，同時(shí)其纖維力學(xué)和吸附性能也得到改善，預(yù)氧 化處理一般采用空氣預(yù)氧化的方法，原料纖維在一定的溫度范圍內(nèi)，緩慢預(yù)氧化一定時(shí) 問(wèn)，或者按照一定升溫程序升溫預(yù)氧化。碳化:碳化是生產(chǎn)活性炭纖維的重要環(huán)節(jié)。炭化是在惰性氣體（如氮?dú)饣蜓鯕獾龋┉h(huán)境下于8001000 c對(duì)纖維進(jìn)行熱處理，排除大部分非碳成分，形成具有類似石墨微晶結(jié) 構(gòu)的炭化纖維。活化是在高溫下用氧化性氣體刻蝕炭化纖維，使所得ACF具有理想的微精彩文檔孔結(jié)構(gòu)和較高的比表面積?；罨?是指碳化纖維經(jīng)活化劑處理后，產(chǎn)生大量的空隙，并伴隨著比表面積的

6、增大和 重量損失，同時(shí)形成一定量的活性基團(tuán)的過(guò)程?；罨瘲l件和程度影響產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能。 影響活化的主要因素有：活化劑種類、活化溫度、活化時(shí)間、活化劑濃度。以丙烯姓系、瀝青系為例，圖1、圖2分別介紹了丙烯姓系、瀝青系 ACF制造工藝 流程。惰性氣體H2O圖1丙烯煌系活化碳纖維的制造工藝流程圖2瀝青系活化碳纖維的制造工藝流程3活性炭纖維的結(jié)構(gòu)與性能碳纖維經(jīng)活化后，原纖維的結(jié)構(gòu)被破壞，局部形成類石墨微晶，碳原子以亂層堆疊 的類石墨微晶片層形式存在：由于微晶片層在二維空間的有序性較差，平均尺寸非常小7, 同時(shí)碳化及活化過(guò)程形成的結(jié)構(gòu)缺陷，所以構(gòu)筑了ACF相互交織的微孔網(wǎng)絡(luò)8-9。3.1 活性炭纖維的微

7、觀結(jié)構(gòu)ACF以其表面大量的不飽和碳構(gòu)筑成了獨(dú)特的吸附結(jié)構(gòu)，它是一種典型的微孔炭，被認(rèn)為是“超微粒子、表面不規(guī)則的構(gòu)造以及極狹小空間的組合”10。其含有的許多不規(guī)則結(jié)構(gòu)(雜環(huán)結(jié)構(gòu))或含有表面官能團(tuán)的微結(jié)構(gòu)，具有極大的表面積，也就造就了微孔相 對(duì)孔壁分子共同作用形成強(qiáng)大的分子場(chǎng)，提供一個(gè)吸附態(tài)分子物理和化學(xué)變化的高壓體 系。ACF不含有大孔，其微孔占大多數(shù)。當(dāng)微孔與分子尺大大小相當(dāng)時(shí)，在范德華力的作用下，相距很近的相對(duì)孔壁的吸附場(chǎng)發(fā)生疊加，引起微孔內(nèi)吸附勢(shì)的增加。ACF外表面積的孔口多，容易吸附和脫附，而且吸脫行程短，吸附質(zhì)到達(dá)吸附位的擴(kuò)散路徑較 GAC 短，驅(qū)動(dòng)力大，因此ACF吸脫速率快，吸附容

8、量大，效率高。3.2 活性炭纖維的吸附性能ACF的結(jié)構(gòu)特征屬于非極性吸附劑，在多數(shù)情況下，比表面積和孔徑是影響吸附性能的關(guān)鍵因素。表3-1列出日本群榮化學(xué)工業(yè)公司生產(chǎn)大的商品酚醛基ACF及其他類型ACF的性能4。表3-1ACF性能比較種類維： (um)比表面積 (m2/g)夕也血積 (m2/g)微孑溶積 (ml/g)均 1 , (nm)張強(qiáng)(kg/mm 2)9-11100-23001.0-1.20.5-1.21.5-3.030-40膠基15-181000-15000.2-0.71.0-1.67-10聚丙烯月青基6-11700-12001.5-2.02.0-3.020-50瀝吉基10-14100

9、0-20000.5-1.11.5-4.510-18粒狀活性炭8000.001-0.014.0-6.01性:；;溫.吸附甲藍(lán)脫.(kg/mm 2)(%)(0C)(%)(mg/g)力(ml/g),2000-30002.7-2.847038-40950-2200310-380膠基1000-200030-60聚丙烯月青基7000-8000<220-45100-150瀝吉基400-6402.4-2.8460-4801000-2000250-350粒狀活性炭30-3570-80吸附的發(fā)生是由于吸附質(zhì)分子與吸附劑表面分子發(fā)生相互作用。根據(jù)這種相互作用 強(qiáng)度的大小，一般把吸附過(guò)程分為兩大類：化學(xué)吸附和物

10、理吸附。當(dāng)相界面上存在不平衡 的物理力時(shí)發(fā)生物理吸附，而當(dāng)相鄰相的原子和分子在界面形成化學(xué)鍵或準(zhǔn)化學(xué)鍵時(shí)發(fā) 生化學(xué)吸附11 0ACF是一種典型的微孔炭，孔隙直接開口于纖維的表面，孔徑分布窄，主要以微孔、 亞微孔為主，比表面積大，吸附容量大，其表面大量的不飽和碳構(gòu)筑成了獨(dú)特的吸附結(jié) 構(gòu)。ACF含有許多不規(guī)則結(jié)構(gòu)，如雜環(huán)結(jié)構(gòu)或含有表面官能團(tuán)的微結(jié)構(gòu)，使其具有極大 的表面能?；钚蕴坷w維的微孔與相對(duì)的孔壁分子共同作用形成強(qiáng)大的分子場(chǎng)，提供了一 個(gè)吸附態(tài)分子物理和化學(xué)變化的高壓體系，使得吸附質(zhì)到達(dá)吸附位的擴(kuò)散路徑比活性炭 短、驅(qū)動(dòng)力大且孔徑分布集中，這是造成活性炭纖維比粒狀活性炭比表面積大、吸脫附 速率

11、快、吸附效率高的主要原因12 o吸附性能還受表面化學(xué)性質(zhì)的影響，吸附劑在制造過(guò)成中會(huì)形成一定量的不均勻表 面氧化物，其成分和數(shù)量隨原料和活化工藝不同而異。表面氧化物成為選擇性的吸附中 心，使吸附劑具有類似化學(xué)吸附的能力。ACF表面的化學(xué)官能團(tuán)、雜原子和化合物決定了活性炭纖維表面的化學(xué)吸附位。ACF 屬于非極性吸附劑，對(duì)水溶液中的非極性或弱極性吸附質(zhì)有很好的吸附效果，但是吸附 具有一定極性的溶質(zhì)就有困難。ACF表面酸性基團(tuán)越豐富越有利于其對(duì)極性溶質(zhì)的吸附， 堿性基團(tuán)越豐富越有利于吸附非極性或者弱極性物質(zhì)。ACF另一引人注目的性能特征便是高的吸附速度。對(duì)于氣體的吸附，一般能在數(shù)十 秒或數(shù)分鐘內(nèi)達(dá)到

12、平衡13,對(duì)液體的吸附也僅需幾分至幾十分鐘就達(dá)平衡。ACF的高吸附速率，使它在實(shí)際應(yīng)用上比其他吸附材料更優(yōu)越。它不僅可以縮短吸附操作周期，減 少設(shè)備體積，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，而且能適用于一些特殊的快速處理的環(huán)境。4活性炭纖維的實(shí)際應(yīng)用ACF的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，可用于廢水處理，空氣凈化，醫(yī)療衛(wèi)生，溶劑回收，催化劑 制造等。實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案4.1 水處理ACF廣泛用于處理工業(yè)用廢水，去除氣體及惡臭物質(zhì)，水溶液中的無(wú)機(jī)物、有機(jī)物 及貴重金屬等離子，微生物及細(xì)菌，低濃度吸附的吸附回收。用于凈化處理具有吸附容 量大、吸附速度快、脫附速度快、灰分少、處理量大且使用時(shí)間長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。凈水用的ACF, 可用浸漬法使ACF的孔隙中

13、充滿特殊的液狀合成抗菌劑，經(jīng)干燥，抗菌劑可牢固地固定 在ACF內(nèi)，特別適用于家庭用凈水器。家用小型凈水器則是多種多樣，日本開發(fā)的超小 型凈水器可適用于旅行、野營(yíng)、登山和救災(zāi)人員，具有過(guò)濾、除臭、滅菌和把硬水變?yōu)?軟水的處理。對(duì)水質(zhì)的處理具有特殊的功能，在污水處理中，采用ACF吸附往往用于二級(jí)處理或三級(jí)處理。將 ACF用于環(huán)保工程中其操作安全，由于體密度小和吸脫層薄，不 會(huì)造成蓄熱和過(guò)熱現(xiàn)象，也不易發(fā)生事故，且節(jié)能和經(jīng)濟(jì)，可用于大型上水凈水池的處 理，不僅凈化效率高，而且處理量大，裝置緊湊占地面積小，設(shè)備投資小和效益高。ACF 還可用于水廠及糖廠的凈水裝置，可達(dá)到脫色、脫臭和去除有機(jī)物的目的。4

14、.1.1 有機(jī)廢水的處理隨著工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展和城市人口的增加，都市區(qū)內(nèi)的生活廢水處理量已越來(lái)越大。 在廢水中特別是工業(yè)廢水中的有機(jī)污染物有大量增加的趨勢(shì)，并且化工、冶金、煉焦、 輕工等產(chǎn)業(yè)中的廢水為最主要的污染源，其含有的有毒物和有害物已在對(duì)生態(tài)環(huán)境構(gòu)成 威脅。ACF適用于各種有機(jī)廢水的處理，可對(duì)含氯廢水、制藥廠廢水、苯酚廢水、有機(jī)染 料廢水、四苯廢水、已內(nèi)酰胺廢水、二甲基乙酰胺和異丁醇廢水進(jìn)行處理。其吸附能力 比粉末活性炭的吸附能力高得多，尤其適用于高平衡濃度時(shí)，每克ACF的吸附量約為粉 末活性炭的3倍。在升高溫度后，其吸附能力提高。用劍麻基ACF可有效去除水中的各種有機(jī)染料，如亞甲基蘭、結(jié)

15、晶紫、銘蘭黑R等， 其去除率高達(dá)100%。含億的瀝青基ACF可有效的吸附酸性染料，如酸性藍(lán) 9酸性藍(lán) 74酸性橙10、酸性橙51等，也用于直接染料如直接藍(lán)19、直接黃11、直接黃50 及堿性染料的堿性棕1、堿性青紫3等。對(duì)煉油廢水和處理結(jié)果表明，用ACF處理煉油廢水其對(duì)濁度的有效凈化率為 100%。 揮發(fā)酚為100% , COD為88.3% ,油98.4% ,并對(duì)二氧化硫、二氧化碳、堿度、硬度 和磷酸鹽均有凈化作用。對(duì)高濃度和成分復(fù)雜的頁(yè)巖油干儲(chǔ)廢水的處理后COD可達(dá)低于2000mg/L ,用于處理出水的 COD 低于1000mg/L 。4.1.2 無(wú)機(jī)廢水ACF對(duì)金屬離子具有較好的吸附性能，

16、可吸附水中的銀、鋁、汞、鐵等多種離子并 精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案能夠?qū)⑵溥€原。在大多數(shù)情況下，其氧化還原反應(yīng)可以大大促進(jìn)對(duì)這些金屬離子的吸附4.1.3 凈化飲用水由于城市人口的增加已使飲用水的供應(yīng)不足，國(guó)內(nèi)曾用活性炭處理三鹵甲烷廢水，其有效去除率僅為40%。對(duì)地下水的檢測(cè)表明，在水中已含有多種氯化物，這些氯化物 存在于水中具有致癌作用，在自來(lái)水中的含氯物質(zhì)可用ACF加以去除用。ACF去除水中的三氯乙烯，在其濃度為1-5kg/m3 時(shí)，ACF的吸附量為粒狀活性炭的4倍，在實(shí)際 處理中可比活性炭大1個(gè)數(shù)量級(jí)。目前ACF已廣泛用于凈水器，特別是載銀 ACF具有吸附和滅菌的雙重功能。用載 銀ACF對(duì)大腸桿

17、菌進(jìn)行吸附，在含銀量增加、比表面積增大時(shí)，其吸附量增大，對(duì)于水 中的其它微生物的吸附同樣有效。4.2 空氣凈化空氣中主要污染源是二氧化硫和氮的氧化物，及硫化氫和有機(jī)揮發(fā)物組分等?？諝?中的臭氧對(duì)人體的危害性極大一般允許濃度為0.1 X10-6。但在實(shí)際空氣中的濃度為80-100時(shí)，長(zhǎng)期接觸易于引發(fā)肺炎，使肺的彈性功能組織變?yōu)闊o(wú)彈性而失去作用的病變 組織。含氮瀝青ACF在1000c的高溫下進(jìn)行熱處理后，二氧化硫的穩(wěn)定態(tài)含量只有10% , 硫酸從ACF表面的脫除也十分容易，用PAN基ACF可有效地捕捉空氣中的硫化氫， 在 吸附表面上以三氧化硫或硫酸的形式吸附。各種廢水發(fā)出的臭氣可用 ACF去除。A

18、CF具有分解臭氧的能力，可用于辦公設(shè)備的臭氧脫除，在復(fù)印機(jī)中配置著吸臭氧 的吸附分解部件，利用 ACF的低密度和對(duì)臭氧吸附分解；ACF并對(duì)3、4苯并也有特 殊的吸附能力，對(duì)煙堿的吸附率高，可用于室內(nèi)的空氣凈化，如用于空氣凈化器等；在 工業(yè)中可開發(fā)用于有害有毒氣體的吸附，ACF可用于活性炭氈替代防毒面具和防毒消防頭盔，可提高過(guò)濾效率，使其體積小和輕量化。對(duì)于揮發(fā)性污染源如苯、甲苯丙酮氯化物等也可用ACF加以吸附。用PAN ACF可作為吸附劑、過(guò)熱水蒸汽為膠附劑，對(duì)化纖廠的碳化硫廢氣進(jìn)行吸附，其特點(diǎn)是使用壽 命長(zhǎng)、吸附量大、脫附時(shí)間短、脫附溫度低，適合于工業(yè)上的應(yīng)用。對(duì)于煙道氣中的含氮氧化物，活性

19、炭纖維在低溫和較高溫度下均顯出良好的吸附性 能。煙道氣的溫度一般高于環(huán)境溫度，用活性炭纖維凈化此類氣體不需冷卻即可進(jìn)行。 見(jiàn)表3-1 o表3-1 vv不同溫度下活性炭纖維對(duì) NO x的吸附容量溫度（k）293313353393吸附容量(NOx) 10 3m 3/k3 溶劑回收ACF的吸附量大，可用于回收活性有機(jī)溶劑等其特點(diǎn)是脫附速度快、脫附溫度低、 ACF能從低濃度廢氣中回收有機(jī)溶劑并把具有反應(yīng)活性的有機(jī)溶劑加以回收，及用于粒 狀活性炭不能回收的其他類型溶劑。 ACF能夠回收有機(jī)溶劑具有如下特點(diǎn)：其金屬雜質(zhì) 要比粒狀活性炭少得多，在吸附過(guò)程中所發(fā)生的催化聚合作用的幾率

20、也小得多；其在脫 附過(guò)程中幾乎不發(fā)生熱分解和催化、聚合等化學(xué)反應(yīng)其脫附速度快、過(guò)程徹底，使其在 吸脫過(guò)程中發(fā)生分解或取合的幾率小，可減少吸附的結(jié)焦或積炭省時(shí)、省功、節(jié)能，可 用于溶劑的吸收裝置及軍用化學(xué)防護(hù)服等，也可用于二級(jí)吸附材料以降低成本。還可有 效地將工業(yè)加工生產(chǎn)的低沸點(diǎn)化合物、 脂肪族化合物、及某些危害人體健康的有機(jī)溶劑、 毒劑、腐蝕性溶劑等脫除并回收，既減少了環(huán)境污染和對(duì)人身的危害.又可使溶劑得到 回收再利用。4.4 貴金屬回收ACF對(duì)無(wú)機(jī)廢水中的金屬離子也有較好的吸附效果，可吸附金、銀、鋁、汞、鎘等 許多重金屬離子，并將其還原回收處理。氧化一還原功能，是 ACF的基本特征之一。曾

21、漢民等14利用ACF的氧化還原功能，認(rèn)為其對(duì) Au “、A、Pd4+等貴金屬離子有較好的 氧還吸附性能，它能吸附大量高電位的離子，并將其還原為單質(zhì)金屬或低氧化態(tài)離子， 而且所得金屬呈納米狀態(tài)負(fù)載于 ACF上，從而將貴金屬回收、分離和再利用。4.5 ACF可用于電子工業(yè)特別在高新技術(shù)上的應(yīng)用已日益廣泛利用ACF的比表面積大細(xì)孔孔徑適中和導(dǎo)電性能， 可用于制造電池產(chǎn)品的部件可用 于生產(chǎn)高效小型電容器，特別是雙層電容器；容量是普通鋁電解電容器的100萬(wàn)倍；可用于IC、LSI及超LSI的小型存貯永久性電源，避免因停電等事故而給計(jì)算機(jī)帶來(lái)的不 可估量的損失；還可開發(fā)用于大電流放電的雙層電子電容器；在電子

22、和能源方面可用于 制造高性能的電容、電池的電極等。ACF可用于制造化學(xué)輻射器材，并能除去放射性物質(zhì)，可用于核電站的防護(hù)材料。 此外，在除臭、除濕、電極材料駐電容器等方面也在不斷拓其更新的用途。隨著納米材料的開發(fā)，可將 ACF用于鈉米復(fù)合材料，使其向高功能化、表面官能團(tuán) 特殊化的方向發(fā)展，作為更新?lián)Q代產(chǎn)品，對(duì)環(huán)境保護(hù)具有十分重要的作用和意義。4.6 其他利用ACF的高比表面積和高強(qiáng)度的性能，可用于凈化血液及作為催化劑的載體用于生理用品和醫(yī)療衛(wèi)生用品等。由于 ACF具有吸附烯姓類物質(zhì)的能力，可用于蔬菜和水果 的保鮮特別是用于儲(chǔ)存和運(yùn)輸中。Rayon ACF的無(wú)毒性使其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。由

23、于ACF具有化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性及輻射穩(wěn)定性，因而使用各種消毒方法進(jìn)行消毒時(shí)，其不會(huì)發(fā)生任何變化。 ACF對(duì)人體中外源性毒素的吸附十分有效，在血液過(guò)濾、內(nèi)服解毒及外傷包扎與治療方 面都有重要用途。ACF還用于制作消臭機(jī)，具吸附速度比普通的消臭機(jī)提高兩倍。它是用瀝青系 ACF 與聚酯樹脂混合制成的推進(jìn)器，轉(zhuǎn)速為 300r/min ,使空氣與推進(jìn)器接觸，吸附空氣中所 含的臭味及煙氣中的致癌物質(zhì)。對(duì)于大比表面積化的ACF,可用于制作除濕機(jī)可有效地除濕。在化學(xué)業(yè)，可用于生產(chǎn)防護(hù)化學(xué)毒品的化學(xué)防護(hù)衣，用于防化學(xué)武器或噴灑農(nóng)藥及 農(nóng)藥廠工人的工作服，與防毒面具配合使用，可防止毒氣進(jìn)入口腔鼻腔或皮膚進(jìn)入人的

24、 身體內(nèi)。止匕外，也用于催化劑載體防化學(xué)輻射等。在醫(yī)療業(yè)可用于制造人造腎臟、肝臟 的吸附劑，用于制作繃帶和各種除細(xì)菌的醫(yī)療衛(wèi)生用品。此外，ACF有出色的耐熱性、耐酸堿性，使之可以作為催化劑的有效成分，可直接 用作催化劑，也可將ACF用于催化劑的載體，ACF具有良好的導(dǎo)熱性能，摻入催化劑中， 能有效地提高催化劑的傳熱能力，對(duì)于放熱劇烈的反應(yīng)尤為有利。氣相色譜的固定用高 分子篩。用ACF制作的負(fù)載型催化劑，可用于化工反應(yīng)體系、冶金、選礦的廢氣治理及 汽車尾氣治理等。民用方面可用于冰箱的除臭，在石油化工方面可用于汽油脫硫醇過(guò)程 中。5活性炭纖維研究的主要問(wèn)題和發(fā)展方向目前，ACF在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用作

25、為一個(gè)有意義的研究方向，己有愈來(lái)愈多的科研 工作者投身于這一新型碳材料的研究之中。但ACF的一些性質(zhì)也限制了其在水處理中的應(yīng)用。主要問(wèn)題有：(1)ACF的高生產(chǎn)成本。(2)由于活性炭纖維的微孔結(jié)構(gòu)，孔徑范圍狹窄，限制了其對(duì)大分子污染物的吸附。為了進(jìn)一步拓展ACF的應(yīng)用領(lǐng)域，今后的研究和發(fā)展重點(diǎn)應(yīng)為：(l)生產(chǎn)技術(shù)的研究。開發(fā)出低成本和高強(qiáng)度的 ACF,并減少其使用能耗，實(shí)現(xiàn) ACF 的大量生產(chǎn)，從而推動(dòng)ACF的廣泛使用，也使其良好的吸附性能能夠得到更大程度的利 用；將ACF與其它材料復(fù)合，充分發(fā)揮復(fù)合材料的優(yōu)越性。(2)擴(kuò)大ACF的應(yīng)用范圍。積極開發(fā)中孔 ACF制品品種。從改變活化工藝和用含添

26、 加劑的原料兩種工藝路線來(lái)制備中孔 ACF。對(duì)中孔ACF的活化機(jī)理、活化技術(shù)和活化工 藝進(jìn)行重點(diǎn)研究，嘗試與其它功能材料復(fù)合加工成多功能材料或微、中孔復(fù)合化。(3)對(duì)ACF進(jìn)行改性處理。在ACF表面存在著一定量的親水性含氧基團(tuán)，極大的影響 吸附性能，可通過(guò)處理改變 ACF的表面親水性與疏水性。經(jīng)過(guò)不同方法處理后， ACF的 特異性不同，因而可根據(jù)污染物的不同注質(zhì)，探索合理的 ACF處理途徑，如一 ACF是 非極性吸附劑，對(duì)極性物質(zhì)的吸附能力比較差，通過(guò)化學(xué)改性改變 ACF表面極性，改善 其對(duì)某特定極性物質(zhì)的吸附能力。(4)與其它技術(shù)聯(lián)合使用是 ACF的新研究方向。將有機(jī)合成、紡絲、碳化學(xué)、表面化 學(xué)、催化劑等化學(xué)原理充分利用于 ACF的開發(fā)過(guò)程中，并結(jié)合化工單元過(guò)程技術(shù)，推動(dòng) ACF的應(yīng)用，進(jìn)一步發(fā)揮 ACF具有多種性能的優(yōu)點(diǎn)，使其功能更加完備。如 ACF電極 電解法、吸附和光催化氧化的結(jié)合以及 ACF與臭氧氧化和生化處理復(fù)合技術(shù)都取得了一 定的成效，具有極大的研究與應(yīng)用價(jià)值。(5)ACF的再生技術(shù)。若能使ACF的再