活性炭纤维是一种新材料,具有与传统颗粒和粉末状活性炭材料不同的物理和化学性能,其孔隙结构丰富、表面活性和吸附性能强,广泛应用于污水处理、气体分离、医疗卫生和电子军工等领域。间位作为一种新型有机聚合物,其结晶度高、耐热性好、化学稳定性好,是制备活性炭纤维的理想前体。本文以聚合物废料为前体,经过物理、化学活化制得活性炭纤维,并研究其电化学性能。首先考查了活化剂种类与用量、活化温度和活化时间对活性炭纤维吸附性能的影响。其次,通过氮吸附、红外光谱、XPS等表征手段分析不同活化方法对孔结构和化学性能的影响,并探讨了不同活化方法的机理。最后,探究比表面积、孔径分布和化学性能对活性炭纤维电化学性能的影响。结果表明:(1)采取物理和化学活化方法能够制备出高比表面积的活性炭纤维。提高活化温度、延长活化时间和增大活化剂用量均可以增强活性炭纤维的吸附性能,提高其比表面积。CO2、磷酸和氢氧化钾活化制备得到的活性炭纤维比表面积分别高达2000m2/g、1700m2/g和3300 m2/g以上。(2)采用不同活化方法制备得到的活性炭纤维的孔结构和表面化学性能不同。磷酸活化制得的活性炭纤维孔径最小,CO2活化制得的活性炭纤维孔径偏大,KOH活化制得的活性炭纤维孔径最大。此外,磷酸浓度的增大提高了活性炭纤维表面的氮、氧和磷原子含量,而氢氧化钾用量的增大降低了表面氮和氧原子的含量。(3)活性炭纤维比表面积、孔径分布和表面化学性对电化学性能均有显著影响。总的来说,不同活化方法制得的活性炭纤维均表现出良好的电化学性能。比表面积较大并具有少量中孔有利于提高电化学性能。此外,氮、氧、磷元素有利于提高电极材料的亲水性,从而优化电化学性能。