炭材料（活性炭、 活性焦、 活性炭纖維等）因其特有的吸附催化特性，已成為干法煙氣脫硝使用的吸附劑，此工藝具有較高的競爭力和較大的發展空間，是一種具有發展前景的脫硝工藝。目前活性炭基材料吸附劑可歸結為 4 類：活性炭、 活性焦、 活性炭纖維和活性半焦。

活性炭纖維是以瀝青、 丙烯腈、 纖維素纖維等為原料經過聚合、 成形后，再進行氧化、 高溫水蒸氣活化而制得。

活性炭纖維(Activated Carbon Fiber-ACF)，亦稱纖維狀活性炭，作為一種理想的高效吸附材料，是在碳纖維技術和活性技術相結合的基礎上發展起來的，是繼粉狀和粒狀活性炭(Granular Activate Carbon-GAC)之后的第三代活性炭產品。

基本概述：

與其他活性炭材料相比，活性炭纖維具有比表面積大、 微孔發達、 孔徑分布窄、 吸脫附速率快，再生能力強等特點。以其特殊的表面化學結構和物理吸附特性在環保、 電子、醫用衛生和化工等領域中廣泛應用于脫色、 除臭、 精制、 分離、 溶劑回收和廢水、 廢氣處理等。

由于ACF表面具有各種酸堿性質不同的含氧基團，它們與金屬活性組分的相互作用能力不同，從而對許多反應具有催化作用。此外，還可以通過燃燒從AC廢催化劑中回收負載的貴金屬。

獨特的微孔結構直接分布于固體表面，使吸附質分子不需穿過大孔、 中孔而直接到達微孔的吸附部位，縮短了吸附行程，吸附速率很快，大量微孔得到充分利用，效率較高，是一種良好的吸附劑。

同時，它還是一種很好的催化劑，在低溫下可以把NO氧化成 NO₂，在有水的情況下轉變成硝酸；

另外，它還具有還原能力，可以直接將NO_x還原為N₂，從而減少NO_x向大氣的排放。

總之 ACF吸附氧化是一種具有應用前景、 簡易、 可行的煙氣脫硝方法。因此，無論是作為催化劑還是載體，都顯示出廣闊的應用前景。

制備與分類

ACF經CF活化制得，而纖維狀炭主要通過四種方法獲得：

（1）烴或CO高溫熱解，在石墨或陶瓷板上形成結晶質的胡須狀炭；（2）高溫高壓下石墨電極間通電，產生石墨晶須；（3）高級炭黑在非氧化氣氛中，高溫處理形成石墨化單晶；（4）在保持高分子纖維形狀的前提下，將其炭化。絕大多數ACF都是由這種方法獲得的 CF活化而成。

作為 ACF 前驅體的高分子纖維主要有粘膠基、 聚丙烯腈(PAN)基、 酚醛基、 瀝青基、 聚乙烯醇(PVA)基、 苯乙烯 2 烯烴共聚基和木質素纖維等，其中前四種均已實現工業化。

不同原料生產的 ACF的主要優缺點如下圖：

ACF的組成、 結構與性能

ACF 主要由 C、 H、 O 三種元素組成。不同原料生產的ACF化學組成如下圖：

ACF中約有 60 %的 C以類石墨碳形式存在，有超過50 %的碳原子都位于內外表面，由于表面碳原子的不飽和性，它能以化學形式結合碳以外的原子及原子基團，從而構成了獨特的表面化學結構。 ACF與 GAC有顯著的不同，其直徑小，孔隙直接開口于纖維表面，是一種典型的微孔炭，具有較大的比表面積。

ACF是一種典型的微孔炭，是超微粒子、 表面、 不規則結構以及狹小空間的組合。超微粒子以各種方式結合在一起，形成豐富的納米孔空間，這些空間的大小與超微粒子為同一數量級，使ACF具有很大的比表面積。ACF含有許多不規則結構—雜環結構或含有不同表面官能團的微結構，所有這些使ACF具有極大的表面能，使微孔與孔壁共同作用形成強大的分子場，提供了一個吸附態分子物理和化學變化的準高壓體系。使得吸附質到達吸附位的擴散路徑比 GAC短，驅動力大。

與活性炭相比，ACF及其系列產品具有豐富且發達的微孔，微孔孔徑可調，比表面積大，吸附容量大，吸附速率快，再生容易快速，脫附徹底，經多次吸脫附后仍保持原有的吸附性能。因而在氣體吸附、 空氣凈化等領域有著廣泛的應用。

ACF在催化領域的應用

通過對 ACF 進行 XRD 研究，發現 ACF 屬于紊亂碳層堆疊的類石墨微晶結構。 其基本結構單元是石墨帶狀層面。 石墨層面中π 電子具有一定的催化活性，邊緣及表面缺陷處的碳原子所具有的不成對電子也可在催化中發揮作用。 表面含氧基團又呈現出固體酸堿的催化作用。 ACF的表面自由基還能促進脫 HCl、 烷烴脫氫等反應的進行。另外，也可直接用ACF作催化劑。

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