乔蒙蒙，辛美音，付东升，易闪闪，韩风

    (中国石化上海石油化工股份有限公司，上海 200540)

    活 性 炭 纤 维(Activated carbon fibers，ACFs)是继粒状活性炭和粉状活性炭之后的第三代活性炭(Activated carbon，AC)[1]，被广泛用作固体吸附材料。与传统活性炭相比，它具有一些优势，例如巨大的表面积[2]、均匀的微孔结构、优异的物理性能(内部不易断裂的纤维强度和外部易于定制)和更快的吸附动力学[3]、易于回收。因此，常被用作吸附材料、载体和过滤材料，被广泛应用在污水处理、空气净化、储氢、溶剂回收、医药、载体、防毒、湿法冶金等方面[4--9]。活性炭材料微孔直径一般小于2 nm，中孔直径一般在2～ 50 nm，大孔直径一般大于50 nm，而活性炭纤维中主要以微孔为主，少量中空无大孔，孔径分布均匀，孔径一般在0.8～ 1 nm 之间，这也就使得活性炭纤维的比表面积非常大[10]。

    制备活性炭纤维的原料一般有三大类，第一类为纤维素、植物树茎、稻壳、木质素等生物质原料，第二类为聚丙烯腈、塑料、树脂等高分子类原料；第三类为中间相沥青、石油焦煤焦油沥青等重质碳类原料[11-13]。在各种ACFs 中，聚丙烯腈基 ACF(PAN-ACF)的碳产率超过其原始前体质量的50%，大大降低了CO2排放[14]。针对活性炭纤维的优异性能和较好的再生性，本文总结并综述了活性炭纤维的制备方法以及再生方法，可对活性炭纤维的进一步研究做参考。

    1 活性炭纤维吸附机理

    活性炭纤维的比表面积主要来源于纤维上的微孔结构，活性炭纤维的吸附机理可由微孔吸附容积填充理论来解释。由于孔壁之间的相对吸附力场重叠，导致微孔的吸附势显著增强，微孔的尺寸越小，吸附势越大，于是吸附的过程按照微孔吸附势的大小进行填充，尺寸较小的微孔最先被填充，然后陆续扩展较大的微孔直至微孔填满[15]。微孔吸附容积填充理论是包括活性炭纤维在内的微孔吸附剂吸附行为最为完备、成熟的理论，它是前苏联著名科学家 Dubinin 及其学派以经典吸附势理论为基础，经过长期的实验研究和理论分析，然后进行不断的完善而发展起来的，此理论最大的特点是定量地将吸附材料的吸附行为与其孔隙结构联系在一起[16]。其 Dubinin-Radushkevich 吸附特性曲线方程为：

    式中W——吸附空间容积；

    W0——微孔极限吸附空间容积；

    ε——相对W的吸附势；

    β——吸附质相对性质的亲和系数；

    E0——参比蒸气特征吸附能[17] ......