活性碳纤维的应用现状及前景

第４２卷第２期　２０１７年４月　高科键鲜雏与应用　Ｈｉ—Ｔｅｃｈ　Ｆｉｂｅｒ＆Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｖ＿０１．４２　Ｎｏ．２　Ａｐｒ．２０１７　活性碳纤维的应用现状及前景　郑艳军，张菁菁，马红霞，崔德富，刘娴　（新疆大学纺织与服装学院，新疆乌鲁木齐８３００４６）　摘要：介绍了活性碳纤维的特点、性能及应用，重点探讨了活性碳纤维在环境保护领域、医学卫生领域、电子及能源等　方面的应用研究现状，并对比分析了各种应用方法的研究成果，结合我国生产需要，展望了活性碳纤维的进一步改进和应　用。　关键词：活性碳纤维；应用；前景　中图分类号：ＴＱ３４２．７４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００７—９８１５（２０１７）０２－００２１—０６　Ｐｒｅｓｅｎｔ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｒｏｓｐｅｃｔ　ｏｆ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｃｔｉｖａｔｅｄ　ｃａｒｂｏｎ　ｉｆｂｅｒ　ＺＨＥＮＧ　Ｙａｎ－ｊｕｎ，ＺＨＡＮＧ　Ｊｉｎｇ－ｊｉｎｇ，ＭＡ　Ｈｏｎｇ—ｘｉａ，ＣＵＩ　Ｄｅ—ｆｕ，ＬＩＵ　Ｘｉａｎ　（Ｘｉｎｊｉａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｔｅｘｔｉｌｅｓ　ａｎｄ　Ａｐｐａｒｅｌｓ．Ｘｉｎｊｉａｎｇ　Ｕｒｕｍｑｉ　８３００４６　Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｃｔｉｖａｔｅｄ　ｃａｒｂｏｎ　ｆｉｂｅｒ　ｗａｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌ，　ｍａｉｎｌｙ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　ａｃｔｉｖａｔｅｄ　ｃａｒｂｏｎ　ｆｉｂｅｒ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｉｅｌｄ　ｏｆ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，　ｍｅｄｉｃａｌ　ｈｅａｌｔｈ　ａｎｄ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　ａｎｄ　ｅｎｅｒｇｙ，ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｖａｒｉｏｕｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｌｙ　ａｎａ・　ｌｙｚｅｄ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ　ｉｎ　ｏｕｒ　ｃｏｕｎｔｒｙ，ｔｈｅ　ｆｕｒｔｈｅｒ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｃｔｉｖａｔｅｄ　ｃａｒｂｏｎ　ｆｉｂｅｒ　ｗａｓ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ａｃｔｉｖａｔｅｄ　ｃａｒｂｏｎ　ｉｂｅｒ；ｆ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ；ｐｒｏｓｐｅｃｔ　０引言　活性碳纤维（Ａｃｔｉｖａｔｅｄ　Ｃａｒｂｏｎ　Ｆｉｂｅｒ，以下简　称ＡＣＦ）是在碳纤维技术和活性炭技术相结合的　相比，具有ＦＡＣ优点之外，还具有成品得率高、　解吸再生率高并且兼有纤维的各种特性，且由于　其结构上的独特性，克服了传统活性炭应用过程　中的缺陷。　基础上发展起来的，是继粉状、粒状、纤维状活　性炭（ＦＡＣ）之后的新型活性炭产品【１］。纤维状　活性炭与粒状活性炭相比具有一系列优点，它的　微孔结构发达、吸附比表面积大、吸附速度快、　净化效率高以及解吸再生方便等优点，但也有活　性炭成品得率低、单价较高等缺点口】。ＡＣＦ与ＦＡＣ　定稿日期：　２０１７．０４．１５　基金项目：　新疆大学大学生创新训练计划项目（２０１６１０７５５０７６）　ＡＣＦ主要成分由碳原子组成，是以碳纤维或　预氧化纤维为初始原料，经高温碳化和活化后　形成的一种高效吸附材料。制备ＡＣＦ的前驱体材　料主要是各向同性和各向异性的沥青、聚丙烯　腈、粘胶丝和酚醛树脂，所用活化方法有物理方　法、化学方法以及物理化学法。不同的原料纤维　作者简介：　郑艳军（１９９２－），女，河南太康人，主要研究方向为新疆优势纺织材料，（电子信箱）２５０４７１３２７７＠ｑｑ．ｃｏｍ；　通讯作者：　刘娴，女，讲师，新疆大学创新团队研究骨干，主要从事新疆优势纺织材料研究，（电子信箱）ｌｉｕｘｉａｎｌ２１６＠１６３　一２２．　高科技重辱雏与应用　第４２卷　可以制备不同基体的ＡＣＦ，目前主要有粘胶纤维　基ＡＣＦ、聚丙烯腈基ＡＣＦ、酚醛基ＡＣＦ、沥青基　ＡＣＦ、聚乙烯醇（ＰＶＡ）基ＡＣＦ、苯乙烯／烯烃共　聚基ＡＣＦ、木质素纤维基ＡＣＦ等。其中，前４种　均已实现广泛应用，并应用在环境保护（如水处　理、大气污染处理和空气净化）、电子及能源　方面、医学卫生等领域［３］。随着科技的发展与时　代的进步，ＡＣＦ＊ｈｈ类越来越多、功能特性不断改　进、应用领域不断拓宽，对人们的日常生活、工　业生产和新技术发展起着日益重要的作用。　１　ＡＯＦ的特点及性能　１．１吸附脱附性能　ＡＣＦ微孔结构发达，微孔结构直接分布于固　体表面，吸附质不需要像活性炭一样经长距离的　大孔、过渡：ｆＬＮ达微孔，粒内扩散阻力小，缩短　了吸附行程，因而吸附速度快，对气体的吸附一　般能在数十秒或几分钟达到平衡，使大量微孔得　到充分利用，这对于废气废水的深度处理具有重　要的应用前景　］，ＡＣＦ再生率高，再生后吸附容　量恢复好，有利于多次循环使用。　１．２催化及氧化还原性能　ＡＣＦ表面含有大量的有机官能团，如羟基、　羰基、羧基、内酯基等，某些ＡＣＦ还含有胺基、　亚胺基及磺酸基等，这些有机官能团使得ＡＣＦ具　有较强的氧化还原能力，因此可以催化某些化学　反应。ＡＣＦ￣…ｍ将一些电极电位较高的离子还原为　零价或低价金属，利用ＡＣＦ的氧化还原特性，能　把钯离子、六价铬、银离子和三价金离子还原，　在贵金属的回收和冶炼，以及高价有毒有害废水　的治理方面，有极重要的参考价值　］。　１．３　电性能　ＡＣＦ是柔性的材料，并且具有导电导热性　好、耐高温、热膨胀性低、化学性能稳定等优秀　的特点，因此，它既能够用在电吸附上，也可以　用在制作电极材料和电容器上。　２　ＡｃＦ的应用和研究现状　ＡＣＦ具有吸附速度快和易脱附的特性，可　以加工成ＡＣＦ纸、毡、毯、布和其他特殊性状制　品，ＡＣＦ可用来与其他材料复合成为多功能的吸　附材料［６］，以下将着重介绍ＡＣＦ在环境保护、医　学卫生领域、电子及能源方面的应用现状。　２．１　在环境保护方面的应用　２．１．１水处理　工业生产排放出的废水中含有大量的化学污　染物，通过采取措施对这些污染物富集和回收，　并对其进行加工处理，均可变废为宝。　①吸附染料废水污染物。染料的种类按特　点可分为直接染料、硫化染料、还原染料、酸性　染料、酸性络合染料、活性染料、钠夫孚染料、　氧化染料、分散染料、阳离子染料等。染料废水　是指在生产染料和颜料过程中排放的废水，合　成染料在生产和使用过程中，有１２％以废水形式　排出，染料废水具有成分复杂、色度高、可生化　性差等特点，同时，染料废水还有很强的毒性，　主要是因为有些原料和副产品中含有卤化物、氨　基物、硝基物等有机物，并且，染料废水的排放　量也很大，而且排放具有间歇性、水质不稳定，　属于难治理废水。如何有效地解决其对环境的危　害，一直以来都是污水处理中的难题。近些年以　来，国内外对活性炭吸附处理染料废水的研究较　多，目前，国内外对于染料废水的处理方法主要　有生物法、物理化学法、化学法以及一些优化组　合工艺等。　龚正君等［　研究了采用ＺｎＣ１，活化稻草秸秆碳　化得到的ＡＣＦ吸附酸性品红的性能，结果表明，　ＡＣＦ对酸性品红的平衡吸附量９１．７５１　ｍｇ／ｇ，ＡＣＦ　吸附表面是不均匀的，常温下容易进行，且表面　覆盖度对吸附影响不大吸附过程吸热，吸附固液　界面无序，且混乱度较大。　罗丹明Ｂ作为一种人工合成有机染料具有致　癌性，被广泛应用于造纸印刷、纺织印染、皮　革、油漆等行业，染料污水中罗丹明Ｂ的浓度一　般高于１００　ｍｇ／１。刘岚昕　研究了聚丙烯腈基ＡＣＦ　对罗丹明Ｂ吸附性能，结果表明，当溶液为中性　时，溶液中罗丹明Ｂ的去除率最低，酸性和碱性　条件下去除率都有所增加，在实验浓度范围内，　罗丹明Ｂ的去除率随着罗丹明Ｂ初始浓度的增加而　减小。为了进一步探讨ＡＣＦ对水中罗丹明Ｂ的吸　附性能的影响因素，施超等ｐ　研究了ＡＣＦ对水中　罗丹明Ｂ的吸附，结果表明，ＰＨ值为２时，罗丹　第２期　郑艳军，等：活性碳纤维的应用现状及前景　一２３一　明Ｂ的吸附量最大，并随着ｐＨ值的增高吸附量随　之降低，离子（ＮａＣ１）强度对吸附的影响不大，　ＡＣＦ对罗丹明Ｂ的吸附量随着温度的升高逐渐增　加，较高温度下，ＡＣＦ对罗丹明Ｂ的吸附是白发　行为，且为吸热反应。　胡思前等　。　对比研究了纯壳聚糖膜和壳聚糖　／ＡＣＦ复合膜对甲基橙的吸附特性，表明，壳聚糖　和ＡＣＦ两者混合能互补壳聚糖形成的膜易卷曲和　ＡＣＦ单独吸附甲基橙较差的情况，壳聚糖与ＡＣＦ　的质量比为１：１．１时对甲基橙的去除率最高，几　乎吸附完全，吸附率为９９．５４％。　为了研究ＡＣＦ对甲基橙吸附性能以及循环利　用性能，杨哲等　通过ＡＣＦ负载二氧化钛复合催　化剂改性降解甲基橙，实验制备了ＡＣＦ负载二氧　化钛复合催化剂ＡＣＦ／ＴｉＯ，，并在紫外光下降解甲　基橙以考察其催化活性，在同等条件下，对未负　载二氧化钛的ＡＣＦ空白样品进行了对比实验，结　果表明，ＡＣＦ／ＴｉＯ，降解能力大于未负载的ＡＣＦ，　其降解能力是吸附性能和光催化性能的协同作　用，并拥有较长的循环使用寿命。　余波等［１　研究以ＡＣＦ作为微波诱导催化剂，　采用微波诱导氧化工艺处理活性艳红Ｋ一２ＢＰ模拟　废水的特性，结果表明，ＡＣＦ的微波催化效果要　远好于颗粒活性炭。　王海荣等［　１用ＡＣＦ处理含有多种直接染料的　模拟废水进行试验，研究ＡＣＦ处理染料废水的特　性，结果表明，ＡＣＦ对直接染料的处理效果不　佳，用ＡＣＦ对酸性铬蓝Ｋ染料液进行脱色实验，　脱色效果较好，吸附速度也较快。　②处理含盐废水。高盐废水主要包括高盐工　业废水和高盐生活污水，其主要来源于海水直接　利用于工农业生产生活所排放的废水和各种工业　废水，如印染、造纸、化工、制药和石油天然气　的开发等。此类废水中不仅含有大量的无机盐，　而且含有大量的难降解有毒有害物质，它的直接　排放影响了周围的生态环境。目前，含盐废水的　物化处理方法主要有热力法、化学法、电一膜法、　压力．膜法、焚烧以及深井灌注等除盐类型［１　。　但由于电解法和焚烧法运行成本高，膜分离法中　的悬浮物和有机物会堵塞膜孔，深井灌注法会产　生二次污染等，使得这些技术很难在实际中推　广［１　，为了最大限度地降低含盐废水对环境的危　害，我国研究者广泛关注ＡＣＦ吸附处理含盐废水　性能。　周贵忠等［１　研究石墨．ＡＣＦ复合电极电吸附处　理含盐废水，结果表明，经过电吸附处理后，废　水中的盐度得到了很大的降低，而盐度是抑制微　生物生长的重要因素。另外，电吸附去除了废水　中部分难降解的大分子物质和对微生物的生长有　抑制作用的物质，也使微生物的耗氧速率加快。　张晓青等　通过试验研究了生物ＡＣＦ处理含　盐污水特性，实验结果表明，生物ＡＣＦ发挥了　ＡＣＦ吸附作用和微生物的降解作用，显著提高了　含盐污水的净化效果，具有吸附容量大，出水水　质稳定等特点而具有广泛的应用前景。　李娜等¨引以ＡＣＦ为电极材料处理ＮａＣ　ｌ模拟　水，研究了ＡＣＦ电吸附处理含盐溶液吸附特性，　研究表明，电阻会随溶液浓度的增加而降低，相　应的比吸附容量随着浓度的增加而增加，随着电　压的升高，平均脱盐率先升高后趋于稳定。　李少华等［１　９］通过以ＡＣＦ为电极材料研制液流　式电容去离子模块试验，研究了ＡＣＦ电极的电容　去离子脱盐性能，结果表明，ＡＣＦ电极用于电容　去离子脱盐具有吸附效率高、再生性能好的优　点。并且，对ＡＣＦ进行载钛改性，改性后的电极　单位吸附量提高了，在２１级电容去离子模块串联　作用下，离子去除率高达９５．２１％，处理后的电导　率与自来水相近，说明以ＡＣＦ为电极的电容去离　子技术具有广阔的应用前景。　为了提高ＡＣＦ脱盐性能，廖金金等＿２。。采用　ＡＣＦ毡作为自支撑电极材料，组装成电容器进行　恒流充放电脱盐测试，ＡＣＦ毡简化了电极制备过　程，又省去了以往电极制备中粘合剂等的使用。　同时，与以往的恒压充电模式脱盐相比，恒流充　电可以较灵敏地调节电极的充电电流密度，实现　电极的高效脱盐，随着电压的升高，电极表面碱　化严重。　③吸附水中除草剂。敌草隆和阿特拉津是　农业上常用的典型除草剂，在其生产和使用过程　中，会进入水体产生污染。石林等＿２　研究了ＡＣＦ　对水中典型除草剂的吸附行为，并且采用碱液进　行了ＡＣＦ的再生实验，结果表明，敌草隆较阿特　拉津更易被ＡＣＦ吸附，这与两种除草剂的化学结　构式有关，用较稀的碱液处理，再生效果较好，　２４．　高ｊｉ斗技鲜维与应用　第４２卷　再生后吸附量能达到原吸附量的８０％以上。　为了进一步研究ＡＣＦ形态对其吸附性能的影　响，徐建华等［２　进行了粉末和片状两种形态的　ＡＣＦ对水中敌草隆吸附性能的对比，结果表明，　粉末状ＡＣＦ的前期吸附速率较快，平衡吸附量　大，但达到吸附平衡的时间较长。　④处理其他废水。其他废水根据水中主要含　有的污染物来源分为餐饮废水、含氟废水、含酚　废水、含苯胺废水、洗车废水等。　丛俏等［２３１使用砂滤一固定化生物ＡＣＦ技术处　理餐饮废水，结果表明，其对废水中的浊度、　ＣＯＤ、ＵＶ２５４￣Ｎ油均有很好的去除作用，出水水　质比较稳定。通过对ＡＣＦ进行生物挂膜和微生物　的驯化之后，在保证ＡＣＦ原有的吸附性能之外，　又能够有效地解决ＡＣＦ的生物再生问题，大大延　长了其使用周期，节省了运行处理费用。　对于一切加含氟原料和制备含氟产品的工业　企业，均存在不同程度的氟污染。目前，饮用水　常用电凝聚法、离子交换法、电渗析法和吸附法　等方法进行除氟。　程银芳【２　采用ＡＣＦ处理含氟模拟废水的特性　研究，结果表明，ＡＣＦ对氟的吸附速率快，对低　浓度含氟废水的处理效果也相当好，溶液ｐＨ￣［１吸　附时间均存在最佳值。吸附饱和的ＡＣＦ用０．０１％～　０．０５％的氢氧化钠溶液再生和再重复吸附实验，结　果发现吸附效率并无明显变化。　此外，为了提高ＡＣＦ对水中氟的吸附性能，　林燕华等　通过ＡＣＦ的负载ＴｉＯ，改性电极研究其　电吸附除氟性能，采用溶胶一凝胶法制备ＴｉＯ，凝　胶，将ＴｉＯ，凝胶涂覆在ＡＣＦ表面并进行热处理的　方法制备改性电极（ＴｉＯ　／ＡＣＦ），电极负载ＴｉＯ：　后虽然比表面积和总孔体积减小，但介孔体积和　平均孔径增大，加电可以提高其吸附容量，使用　经过ＴｉＯ，改性的ＡＣＦ作为电极材料对水中氟离子　的吸附容量可以有效的提高。　废水中的酚类物质主要来源于石油化工、　煤化工、苯酚生产及酚醛树脂生产等，具有毒性　大、难降解等特点。因此，焦化废水的大量排放　会造成环境的严重污染，也会对人体健康造成很　大危害。郑春燕等【２ｑ关于ＡＣＦ电极法处理含酚废　水的研究，ＡＣＦ和不锈钢板分别作为电极的阳极　和阴极，对模拟的含酚废水通过电化学氧化法进　行了处理，结果表明，对苯酚和ＣＯＤ的去除率　均能达到９５％以上，把不同电极材料的降解效果　进行对比，证明了ＡＣＦ作为电极材料，能够充分　有效地将其导电、吸附、催化及稳定性能结合起　来。　岳钦艳等　研究ＴＡＣＦ对模拟废水中苯酚、　对氯苯酚和对硝基苯酚的吸附特性，表明，ＡＣＦ　对它们的吸附速率很快，在酸性条件下吸附效　果较好，并且比较了ＡＣＶ￣ｎ传统活性炭的去除效　果，在相同的吸附条件下，ＡＣＦ比传统活性炭的　去除效果好。　管玉琢等＿２踟采用ＡＣＦ阴极电Ｆｅｎｔｏｎ法处理焦　化废水，研究了不同因素对焦化废水中挥发酚处　理效果的影响，试验表明，中性和碱性条件挥发　酚处理效果明显比酸性条件差，但随着电解时间　的延长，有机物的浓度逐渐降低，使得析氢和析　氧副反应加速，ＡＣＦ阴极电Ｆｅｎｔｏｎ法处理焦化废　水中的挥发酚效果明显，去除率能达￣１Ｊ８９．３％。　为了通过对含油废水的处理来实现洗车废水　的循环使用，韩菲等口９］通过以聚丙烯腈基ＡＣＦ为　生物膜载体处理洗车废水的研究，检测到出水水　质完全达到了（ＣＪ／Ｔ４８．９９）《生活杂用水水质标　准》中洗车用水主要水质指标的规定。另外，实　验也表明ＰＡＮ—ＡＣＦ作为生物膜载体具有较好的生　物再生性和亲和性。　２．１．２大气污染治理和空气净化　化石燃料的燃烧会产生大量气态污染物，　主要有ＮＯ、ＳＯ，、ＮＯ，、碳氢化合物等。这些污　染物排放到空气中会造成严重的大气污染，不仅　会造成酸雨、光化学烟雾和硫酸烟雾，而且会严　重危害人们的身体健康、腐蚀建筑物、使土壤酸　化等。大量的在建筑中使用各种装饰材料和空调　系统，在满足人们追求舒适和起到装潢效果的同　时，也造成了室内臭氧、甲醛、苯系物、氨气和　氡气等污染物的浓度比室外高，损害人们的健　康，大气污染物的污染控制技术因此越来越受到　人们的关注【３…。　①吸附ＮＯ气体。纯的ＡＣＦ对ＮＯ气体具有　吸附及催化氧化性能，近年来，不断有研究人员　希望通过对ＡＣＦ的改性，从而提高ＡＣＦ对于ＮＯ　气体的吸附效率。刘鹤年等　研究了常温下沥青　基ＡＣＦ对ＮＯ的催化氧化性能，表明ＡＣＦ可将ＮＯ　第２期　郑艳军，等：活性碳纤维的应用现状及前景　．２５．　部分催化转化为ＮＯ，，较低比表面积的ＡＣＦ因为　其较窄的孔径分布和较大的类石墨微晶从而有利　于对ＮＯ的催化氧化。为研究ＡＣＦ对ＮＯ的吸附性　能，李国希等【３　采用电化学方法制备了负载Ｐｔ的　ＡＣＦ，并研究其对ＮＯ的吸附活性，结果表明，Ｐｔ　粒仅仅是高度分散在ＡＣＦ的外表面，电沉积Ｐｔ并　没有改变ＡＣＦ的微孔结构，但ＮＯ的吸附量却显著　增加，从而表明了化学吸附的存在。　②脱除ＳＯ，气体。范武波等　采用粘胶基　ＡＣＦ为脱硫剂，对脱除模拟有色冶炼烟气中ＳＯ，　（０－３％～Ｏ．８％）的性能进行了研究，表明随着水　蒸气含量的增加，ＡＣＦ脱硫效率逐渐提高，随着　反应温度的增加，脱硫效率先增加后减小。　为实现烟气同时脱硫脱硝，赵毅等［３　］制备了　以ＡＣＦ为载体，ＴｉＯ，为光催化剂的复合型光催化　剂，结果表明，ＡＣＦ具有的强吸附作用为ＴｉＯ，提　供了良好的光催化氧化反应环境，在可见光的条　件下，对ＳＯ，＊ｔｌＮＯ脱除效率较高。另外，由于ＳＯ　的极性强于ＮＯ，较易占据ＡＣＦ表面吸附位，ＳＯ，　的物理被吸附性能较ＮＯ好，在竞争吸附过程中抑　制了Ｎｏ的吸附。　③吸附甲醛。处理甲醛的方法主要是吸附　法，该方法存在吸附容易饱和的缺点，而催化氧　化法因具有氧化彻底的特点而成为处理甲醛前景　较好的方法之一，因此近年来被广泛关注。　朱舜等『３　５＿针对甲醛污染问题，利用硼氢化钠　还原法制备了ＡＣＦ，研制了一种去除甲醛的催化　纤维载Ｐｔ催化剂（Ｐｔ／ＡＣＦｓ），发现Ｐｔ／ＡＣＦｓ对甲　醛的催化性能结果表明，Ｐｔ／ＡＣＦｓ对甲醛具有良好　的催化氧化性能，并将甲醛矿化为二氧化碳，且　具有较好的重复使用性能，此外，Ｐ　ＣＦｓ在室温　下同样能有效净化空气中的甲醛，并且可矿化为　二氧化碳。马刘等［３　研制了一种除甲醛整理剂，　并将其固着在棉织物上，用于甲醛的去除，在ｐＨ　值为６，温度为６０℃条件下，１２　ｈ后甲醛的去除率　为７４．８％。于竹芹等『３　用浸渍．提拉法将ＴｉＯ，负载　到ＡＣＦ上，利用复合材料在２５４　ｎｍ的紫外光源下　进行吸附光催化氧化甲醛气体动态实验研究，结　果表明，甲醛的降解率随进口气量的增加有所下　降反应温度升高，去除率下降，负载ＴｉＯ，的活性　炭光催化降解甲醛的过程花费时间较长，会造成　催化剂失活的现象。　２．２在医学卫生领域的应用　Ｒａｙｏｎ．ＡＣＦ的无毒性使其在医学领域得到了　广泛的应用。由于ＡＣＦ具有化学稳定性、热稳定　性及辐射稳定性，因而使用各种消毒方法进行消　毒时，其不会发生任何变化。　２．２．１　医学上的应用　使用血液净化装置，装置内部填充粒状活　性炭，虽然也起到净化效果，但粒状活性炭与血　液作用的表面积小，不能充分吸收组胺等有害物　质，且易发生堵眼。近年来，采用ＡＣＦ制成的机　织物或无纺布取得了良好的效果。另外，用ＡＣＦ　可以替代活性炭制造人工脏器（如人工肾脏、人　工肝脏）的辅助装置＿３　。　张峰等［３　研究表明载｛ＥＡＣＦ既能起到抑制细　菌生长繁殖的作用，又具有一定程度上的杀菌作　用，且具有优异的耐洗性，单质银颗粒与ＡＣＦ之　间结合牢固。　张艳琦等　叫以自制的ＡＣＦ敷料、ＡＣＦ抗菌敷　料、Ａｇ／ＡＣＦ抗菌敷料和普通无菌敷贴为原料，分　别测定其吸液量、抑菌率等进行对比，研究以氧　化锌为抗菌剂制备的活性炭抗菌敷料具有较强的　吸液能力，同时有效地解决了传统敷料抗感染能　力差、粘连伤口造成二次损伤、屏蔽效果差等缺　陷，是取代目前市场上常用敷料的最佳新型敷料　产品。　２．２．２在核生化防护服上的应用　由于ＡＣＦ所具有的比表面积大，孔径分布集　中，吸、脱速度快，吸附容量大等特点，利用　ＡＣＦ的纤维形态，可以直接加工成复合织物，透　气、透湿性和吸附性能可显著提高，是理想的核　生化防护服吸附材料『４”。　２．３在电子及能源方面的应用　ＡＣＦ为柔性的材料，具有比表面积大、细孔　孔径适中和导电性能，制作的超级电容器极板工　艺可操作性强，ＡＣＦ特殊的纳米孔径微观结构，　可保证超级电容器具有更好的性能，可用于制造　电池材料和电子产品的部件。　（１）利用ＡＣＦ的导电性来制作电极材料及电　池，例如电容电池、电子器材燃料电池。为了研　究ＡＣＦ在ＫＯＨ电解液中的电化学电容性能，岳淑　芳等　研究了商品粘胶基ＡＣＦ毡直接用作超级电　容器的电极，发现高比表面积产生的双电层电容　一２６一　高科技孽‘手维与应用　第４２卷　和表面氮原子准电容的作用，使ＡＣＦ毡具有高的　比电容。由于纤维开放的孔结构和毡电极中没有　粘结剂的加入，ＡＣＦ毡的大电流性能突出。阮殿　波等［４　３］对粘胶纤维布进行碳化、活化及喷涂铝工　艺处理，制备ＡＣＦ电极，并组装了超级电容器，　直流放电、温度环境特性和循环性能测试结果表　明，通过优化粘胶纤维的碳化、活化及喷涂铝工　艺处理，制备的超级电容器的电极材料，电极反　应的可逆性好、电容随着温度的升高逐步提高、　电容随时间的延长而衰减、直流内阻不断缓慢变　大，在低温时上升明显，在高温时有所上升，但　不明显。　（２）石墨带状层面是ＡＣＦ的基本结构单元，其　中的Ｐ电子以及碳原子所具有的不成对电子都具有　一定的催化作用，可在催化反应中发挥作用，表　面的含氧基团也可以将固体酸、碱的催化作用呈　现出来，因此，也可直接用ＡＣＦ作催化剂。　３前景与展望　如今ＡＣＦ在环境保护、医学卫生领域、电子　及能源方面都有较多的应用，但也存在不足之　处，如针对ＡＣＦ吸附处理含盐废水性能，通过采　取对ＡＣＦ改性，并将ＡＣＦ为电极的电容去离子技　术加以应用，ＡＣＦ的脱盐吸附效率高、再生性好　的性能将得到更好的发挥；如载银ＡＣＦ起到了一　定程度的杀菌作用，抑制细菌生长繁殖的作用，　且具有优异的耐洗性，单质银颗粒与ＡＣＦ之间结　合牢固。因此针对ＡＣＦ改性及其方面，具有较大　的研究空间；也可将相应的ＡＣＦ通过制成非织造　布、机织物、针织物等来进行废液处理或其他领　域的应用，以满足在防化装备、医药、电子及能　源、环境保护等众多领域更多的需求。关于ＡＣＦ　的利用方法和领域，还可通过进一步开发和利用　不断拓展。　参考文献　［１】　周长年，郝新敏，廖青．活性炭和活性碳纤维在防护　口罩中的应用Ⅲ．中国个体防护装备，２００５，６（６）：　１７一ｌ９．　［２］　李冀燕．纤维状活性炭与粒状活性炭吸附ｃｓ：比较［Ｊ］．　人造纤维，２０１５，４５（３）：２７．２８．　［３］　于涛，张杰，曹建华，等．活性碳纤维在卷烟滤嘴方面　的应用研究进展［Ｊ］．中国烟草学报，２００９，１５（４）：　８２．８６．　［４］　芮祥军，何文君．活性碳纤维（ＡＣＦ）应用于有机废气　回收和净化的进展［Ｊ］．污染防治技术，２０１　１，２４（５）：　ｌ１—１３．　【５】　梁英娟，罗湘南．粘胶基活性碳纤维及其应用研究现　状［Ｊ】．江苏化工，２００７，３５（４）：６－８．　［６］　杨庙祥．活性碳纤维的物理化学特性及用途［Ｊ］．上海　纺织科技，２００４，３２（３）：７－９．　［７］　龚正君，周丈波，陈钰．活性碳纤维对水中酸性染料　的吸附研究［Ｊ】．工业水处理，２０１２，３２（９）：２４—２８．　［８］　刘岚昕．聚丙烯腈基活性碳纤维对罗丹明Ｂ吸附性能　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