納米活性炭

ACF是一種表面納米粒子，具有不規(guī)則的結構 與納米空間混合的體系。其纖維直徑細，與被吸附物的接觸面積大，且可以均勻接觸與吸附，使吸附材料 得以充分利用。效率高，且具有纖維、氈、布和紙等各種纖細的表態(tài)，孔隙直接開口在纖維表面，其吸附質到達吸附位的擴散路徑短，且本身的外表面積較內表面積高出兩個數(shù)量級。

納米活性炭結構

ACF具有微孔形結構，微孔半徑在 2nm以下，其孔徑分布窄，特殊的細孔呈單分散分布，由不同尺寸的微細孔隙組成其結構，并且中孔、小孔擴散呈現(xiàn)出多分散型分布，在各細孔結構中的差別較大，其主要原因在于原料的不同。在 ACF中無大孔，只有少量的過渡孔，微孔分布在纖維表面，其吸附速率快，ACF絲束的空間起大孔作用，對氣相與液相物質具有較好的吸附作用，其外比表面積大，吸脫速度快，為粒徑活性炭10～100倍。隨著比表面積增大，細孔的平均孔徑隨之增大，細孔容積增加，在細孔內發(fā)生吸附后充填細孔內。其比表面積增大吸附容量大，為粒狀活性炭的10倍，可吸附處理低濃度廢氣或具有高活性的物質。

ACF的體積密度小，濾阻小、可吸附粘度較大的液態(tài)物質，且動力損耗小。

納米活性炭表面化學結構

ACF固體表面原子呈不飽和結構，具有獨特的表面化學性能，微晶在燃燒溫度低時易與氧化介質發(fā)生反應生成氧化產物，主要有羧基、酚基、醌基等含氧基團，及含硫基、氮元素、鹵素等官能團。其表面酸性與吸附平衡有密切的關系。

按照國際純粹與應用化學聯(lián)合會(IUPAC)的分類標準，吸附劑的細孔分為三類：孔徑大于50nm

的為大孔，2nm～50nm的為中孔，0．8nm～2nm的為微孔以及小于0．8nm的為亞微孔。ACF的孔主要是亂層結構炭和石墨微晶形成的微孔。微孔的大量存在使ACF的表面積增大，同時也使其吸附量提高。吸附劑中的大孔是作為被吸附分子到達吸附位的通道，它控制著吸附速度；ACF其纖維直徑一般在 10nm～13nm、外表面積大、微孔豐富且分布窄、易于與吸附質接觸、擴散阻力小，所以其吸脫附速度快，有利于吸附分離。而且，可以根據(jù)需要制成氈、布、紙等各種形態(tài)，適應于多種用途。ACF是由CF活化而成。CF為多晶亂層石墨結構，轉化成ACF后，結構基元不變化。ACF是非均勻性的多相結構。

由于高溫水蒸氣將部分原子脫去后形成微孔結構使之生成羧基、羰基等含氧活性基團，使其表面的酸性增加。比表面積約為1 200㎡/g，遠大于AC，在苛刻條件下活化時可達3 000㎡/g。ACF為分布狹窄單一孔徑的微孔結構，其孔可以產生毛細管的凝聚作用。

由于具有微孔，其吸附、脫附速率遠大于兩個數(shù)量級，吸附量大。在填充床中流體的床層阻力?。勺鳛榇呋瘎┡c催化劑載體使用在ACF分子內的痕量雜原子為磷、氮、氯等。在活化時，部分雜原子被脫去后，表面的雜質大大減少。由于活化中氧化氣體的作用，表面含氧基團增強，主要有酸性基團，如羧基等。中性基完備如羰基、內酯基等。堿性基團有過氧化基等。ACF會因活化的方法不同，而生成不同表面含氧基與表面酸堿性不同的產物。在水的作用下．其氧化還原能力更強。由于水的存在可以使一些基 團氧化成羥基。由此在表面含氧基團數(shù)目增加后．表面氧化還原容量增大。