活性碳纖維(ACF)是繼粉狀與粒狀活性碳之后的第三代活性碳產品。70年代發展起來的活性碳纖維是隨著碳纖維工業發展起來的一種新型、高效的吸附劑。其*顯著的特點是具有發達的比表面積(1000㎡/g~3000㎡/g)和豐富的微孔,微孔的體積占總孔體積的90%以上,微孔直徑約10 Angstrom(1Angstrom =1×10-10m)左右,故其有很強的吸附能力。
與傳統的粒狀活性碳(GAC)相比,ACF具有以下特點:
1、ACF與GAC的孔結構有很大的差異,ACF的孔分布基本上呈單分散態,主要由小于2.0nm的微孔組成,且孔口直接開口在纖維表面,其吸附質到達吸附位的擴散路徑短,纖維直徑細,故與被吸附物質的接觸面積大,增加了吸附幾率,且可均勻接觸.
2、比表面積大,*大可達2500㎡/g,約是GAC的10~100倍;吸附容量大,約是GAC的1.5~100倍;吸附能力為GAC的400倍以上;吸附、脫附速度快,ACF對氣體的吸附數10秒至數分鐘可達平衡。
3、孔徑分布范圍窄,絕大多數孔徑在100 Angstrom(1 Angstrom =1×10-10m)以下,GAC的內部結構有微孔、過渡孔和大孔之分,而ACF的結構只有微孔及少量的過渡孔,沒有大孔,并且孔徑均勻,分布比較狹窄,為0.1~1nm,這是ACF吸附選擇性較好的原因。
4、ACF不僅對高濃度吸附質的吸附能力明顯,對低濃度吸附質的吸附能力也特別優異,如當甲苯氣體含量低到10ppm(1ppm=1×10-6,即百萬分之一,以下同)以下時,ACF還能對其吸附,而GAC必須高于100ppm時方能吸附;
5、耐熱、耐酸堿;具有很強的氧化還原特性,可將高價金屬離子還原為低價態;
6、體積密度小,濾阻小,約是GAC的1/3。可吸附粘度較大的液體物質,且動力損耗小。
而且ACF易再生,工藝靈活性大(可制成紗、布、氈或紙等多種制品);以及不易粉化和沉降等特征,這些特征有利于吸附和脫附,使得ACF對各種有機化合物具有較大的吸附量和較快的吸、脫附速度。