生活常识：活性碳纤维与活性炭两者之间的区别

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什么是活性碳纤维？活性碳纤维是经过活化的含碳纤维，将某种含碳纤维（如酚醛基纤维、PAN基纤维、黏胶基纤维、沥青基纤维等）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。活性碳纤维与活性炭，两个tan字不一样，前者带有石字旁，表示含碳元素的一类纤维，与非含碳纤维（如玻璃纤维）相对；而后者不带有石字旁，表示具体的物质，如煤炭、焦炭等。下面让我们一起来了解下活性碳纤维的相关知识介绍吧！

活性碳纤维定义

传统的活性炭是一种经过活化处理的多孔炭，为粉末状或颗粒状，而活性碳纤维则为纤维状，纤维上布满微孔，其对有机气体吸附能力比颗粒活性炭在空气中高几倍至几十倍，在水溶液中高5~6倍，吸附速率快100~1000倍！没有确切数值，这与活性碳纤维的种类、制作工艺等有关。它是继活性炭之后新一代的吸附材料，它的使用只是近20多年的事，世界上只有少数国家能够生产。它的制品可以是丝、纸、毡、布等形式，活性碳纤维的市场价格在40万/吨左右，是活性炭的十几倍到几十倍（煤质活性炭价格在1万/吨左右，椰壳活性炭价格在2万/吨左右）。但因其重量极轻，其制品成本只是略有增高而已。在工业上利用它的超强吸附能力去回收有机溶剂，净化空气，净化用水。

ACF（碳纤维）是继广泛使用的粉末活性炭、颗粒活性炭之后的第三代新型吸附材料，它是由纤维为原料制成，具有比表面积大、孔径适中、分布均匀、吸附速度快、杂质少等优点；被广泛运用于水净化、空气净化、航空、军事、核工业、食品等行业；

活性碳纤维结构

活性碳纤维的纤维直径为5~20μm，比表面积平均在1000~1500m2/g左右，平均孔径在1.0~4.0nm，微孔均匀分布于纤维表面。与活性炭相比，活性碳纤维微孔孔径小而均匀，结构简单，对于吸附小分子物质吸附速率快，吸附速度高，容易解吸附。与被吸附物的接触面积大，且可以均匀接触与吸附，使吸附材料得以充分利用。效率高，且具有纤维、毡、布和纸等各种纤细的表态，孔隙直接开口在纤维表面，其吸附质到达吸附位的扩散路径短，且本身的外表面积较内表面积高出两个数量级。对于有些大分子或颗粒物质，如二恶英、粉尘等，体积已经接近乃至大于活性碳纤维微孔体积，难以被吸附，相比较活性炭更占有优势。

活性碳纤维用途

活性碳纤维毡用于有机溶剂的回收，对于从气相分离回收有机溶剂，如对苯类、酮类、酯类、石油类的废气均能从气相吸附回收。用活性碳纤维作溶剂回收材料吸附脱附速度快、处理量大，回收溶剂质量高，回收率可达90%以上。

随着人类环保意识的不断加强，对于生存的环境，特别是对空气、水等净化密切相关的活性炭等环保材料的性能要求越来越高，粒状或粉状活性炭已能很好满足使用要求。传统的活性炭是一种粒状或粉状的炭材，自20世纪初实现工业化生产以来，在分离及净化水及其它液体的除臭、净化等方面得到广泛应用。粒状或粉状的结构，它的吸附速度较慢，分离效率不高，特别是它的物理形态在应用时有许多不便，限制了应用范围。活性碳纤维孔径小且分布窄，吸附速度快，吸附量大，容易再生。与粉状(5nm~30nm)活性炭相比，活性碳纤维在使用过程中产生的微粉尘少，可制成纱、线、织物、毡等多种形态的制品，使用时更加灵活方便。

活性碳纤维被认为是21世纪最优秀的环保材料之一，在气体和液体净化、有害气体及液体吸附处理、溶剂回收、功能电极材料等方面已得到成功应用。

饮用水的净化：随着工业的发展与都市人口的密集，水的污染越来越严重，都市区内的生活废水处理量已越来越大。在废水中特别是工业废水中的有机污染物有大量增加的趋势，并且化工、冶金、炼焦、轻工等产业中的废水为最主要的污染源，其含有的有毒物和有害物已在对生态环境构成威胁。随着城市化的加速，有机物的污染，都市生活污水量的不断增加，使工业废水中排放的有机物不仅数量增加而且有毒的物质，对环境造成极大危害，因此确保优质饮用水的供应是一件至关重要的事情。用活性碳纤维处理地下水可以获得很好的效果。自来水中的残氯也可用活性碳纤维吸附。地下水中的三氯乙烯(TCE)不仅使饮用水变味，而且在人体某一器官内积累后将诱发致癌，因此TCE的污染是一个非常严重的问题。活性碳纤维对水中TCE的吸附量为粒状活性炭的4倍。对大肠杆菌的吸附，所吸附的细菌数量随比表面积的增大而增大。细菌吸附量还与活性碳纤维表面银颗粒的大小有关。对水中的生物吸附，活性碳纤维也非常有效。近年来，城市人口的增加已使饮用水的供应不足，国内用活性炭处理三卤甲烷废水，其有效去除率仅为40%。对地下水的检测表明，在水中已含有多种氯化物，这些氯化物具有致癌作用，自来水中的含氯物质可用活性碳纤维加以去除。用活性碳纤维去除水中的三氯乙烯时，活性碳纤维的吸附量为粒状活性炭的4倍，在实际处理中可比活性炭
大1个数量级。

能够吸附的有机物有：烃类（苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、正己烷、环己烷 等） ，卤代烃（氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、三氯乙烯、三氯乙烷、溴甲烷、四氯化等），醛酮类（丙酮、环己酮、甲醛、乙醛、糠醛等），酯类（醋酸乙酯、醋酸丁酯等），醚类（甲醚、乙醚、甲乙醚等） ，醇类（甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇等），聚合用单体（氯乙烯等）

用于空气净化，可有效去除空气中各种有害恶臭物质，尤其是致癌物质、芳香族类的化合物（如苯类，醛类）可使空气洁净清晰。

用于污水处理，适用于处理含酚、医药、硫醇等难以分解的有机废水。

用于食品、饮料、医药的净水处理；制糖酿酒行业生产中的脱色除臭、饮用水的净化、杀菌，自来水中去除余氯等用途。

电子及能源方面的应用、可生产高容量电容、畜电池电极、导电发热材料等。

在军事防护方面可用于战地施救做手套、敷料、绑带和防化屏，以及防化部队的化学防护服，还可用于军用床品及军用医用床品。

目前活性碳纤维已广泛用于净水器，特别是载银活性碳纤维具有吸附和灭菌的双重功能。用载银活性碳纤维对大肠杆菌进行吸附，在银含量增加，比表面增大时，其吸附量增大，对水中其它微生物的吸附同样有效。其中知名度较大的有派斯涅普顿系列净水器；

活性碳纤维吸附能力

含碳纤维高温活化后，纤维表面布满微孔（即氢、氧原子挥发前所占位置），其孔径为一根头发丝的十万分之一，把这些微孔的内表面展开，1g活性碳纤维毡的展开面积高达1600㎡，这是这些微孔起到了吸附气味的作用。从物理学可知，物体的表面对外存在引力，表面越大吸附力越大，活性碳纤维正是通过这种范德华力的作用吸附周边分子并牢固与微孔之中。

活性碳纤维再生方法

活性碳纤维毡久用之后，微孔会被填满，致使吸附能力有所下降。使用某种办法可使吸附质的动能增加，摆脱引力，自活性碳纤维中逸出（不能完全解吸）。此时活性碳纤维的吸附功能即可复原，重复使用。活性碳纤维脱附再生的方法很多，如热蒸汽解吸法、氮气解吸法等，有机废气治理中常用热蒸汽解吸法。工业上的解吸需要专门装置，而一般民品只需晾晒或电热吹风即可。

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