活性碳纤维(ACFs)是在上世纪70年代开发并逐渐实现工业化生产的新型吸附材料,一般来说,ACFs除了和活性炭一样,具有高的比表面积外,还具备以下特殊的性质:碳含量高、吸/脱附速度快、孔径分布窄;重复利用率高,易于加工成带、纸、毡、布等形状制品。所以,ACFs一问世就引起国内外科学家和企业家的极大兴趣,并被广泛应用于空气净化、水处理、催化剂、能源等领域。然而,目前大多数ACFs除了孔径较小之外,力学性能也相对较差,从而限制了它的应用领域。因此,寻求兼具高比表面积和优异力学性能的ACFs具有重要的意义。本课题采用的原料为12K聚丙烯腈基原丝,活化设备为连续式活化炉,所得PAN-ACFs同时具有高比表面积和优异力学性能。研究内容主要有:一、磷酸钾盐活化制备PAN-ACFs;二、氮气流量对KOH+水蒸气协同活化制备PAN-ACFs的影响;三、张力对KOH+水蒸气协同活化制备PAN-ACFs的影响;四、KOH+水蒸气协同活化法高效制备PAN-ACFs。此外,本课题还借助碘吸附值、力学性能、BET、XRD以及SEM等表征测试手段系统性的研究了 ACFs吸附性能、力学性能以及微观结构三者之间的关系,最终实现了高性能活性碳纤维的连续式制备。研究结果表明:与单一物理或化学活化方法相比,采用物理+化学协同活化方法可以制备出综合性能更优的ACFs。在KOH+水蒸气协同活化阶段,氮气流量对ACFs的相关性能均有一定的影响:随着氮气流量的降低,ACFs的吸附性能增加;此外,在活化阶段,张力的存在也对ACFs的吸附性能有较大程度的影响:随着张力的增加,ACFs吸附性能增加,且制得了比表面积高达2445m².g^-1的ACFs。最后,通过系统性的研究工作,本课题在将活化时间降低至5min的同时,制得比表面积和拉伸强度分别为2139m².g^-1 0.60GPa的高性能活性碳纤维,极大地拓宽了 ACFs的应用领域。