随着石油化学工业的发展和各种有机溶剂的广泛使用，挥发性有机化合物（VOCs）的污染已成为危及人体健康的公害之一。其中，苯系物的污染尤为引人关注。研究其特性、危害机理和控制途径也就成了环境科学与工程领域的一大热点。为此开展了改性活性炭纤维对甲苯吸附性能及净化机理的研究。首先，介绍了国内外目前VOCs的各种控制技术及其主要特点，指出了各种方法的适用条件及存在的问题，认为采用多孔炭制材料的吸附法仍是目前应用的最广泛的方法。活性炭纤维（ACF）以其特殊的表面化学结构、高效的吸附性能，具有吸附脱附速度快和良好的导电性及化学稳定性而被广泛应用于环境保护、电子工业、化工、医疗卫生等领域。然后，就ACF的结构与吸附特性、应用效果和改性方法做了系统的综述。在此基础上以甲苯为对象进行了实验研究。实验选用粘胶基ACF作为吸附剂，研究其对甲苯的吸附性能，主要分为3部分：预处理对ACF吸附甲苯性能的影响研究；硝酸铈改性ACF对甲苯吸附性能的影响研究；ACF的表面结构研究和改性机理分析。在预处理实验中，对原样ACF₀、经蒸馏水处理过的ACF₁和经（1+9）HCl处理过的ACF₂在甲苯相对分压为0～1.0范围内的饱和吸附量，25℃和35℃下的吸附等温线分别进行测定，考察不同预处理方法对甲苯吸附性能的影响，并对所得结果分别以Freundlich和Langmuir方程进行拟合。结果表明：经处理过的ACF₁和ACF₂与未处理的ACF₀相比，在25℃和35℃对甲苯的吸附性能分别提高了16.29％～53.28和14.80％～33.36（以饱和吸附量计）；且处理后的ACF₁和ACF₂在35℃时的甲苯吸附量仍明显高于未经处理的ACF在25℃下的甲苯吸附量；所得吸附等温线接近Ⅰ型，比较符合Freundlich吸附等温方程。在改性实验中，采用浸渍负载硝酸铈（Ce（NO₃）₃）对ACF改性。根据对焙烧温度、焙烧时间、浸渍浓度和浸渍溶液的pH进行的正交实验设计，制备了不同条件下的ACF改性样品。对各ACF样品进行了25℃和35℃下相对分压0～0.35范围内的甲苯等温吸附的研究。结果表明：改性后的ACF在甲苯相对分压0.0223时对甲苯的吸附量分别提高了23.00％～53.73％和17.68％～52.26％（以饱和吸附量计），且在35℃下对甲苯的饱和吸附量仍然明显高于同条件下改性前于25℃下的吸附量，说明经过改性处理不仅提高了ACF对甲苯的吸附性能，还提高了其温度耐受性。改性实验还以对甲苯的饱和吸附量的大小为依据，分别对25℃和35℃的正交实验进行了分析，得到了不同因素的影响顺序，结果表明，焙烧温度始终为最关键的影响因素。最后以25℃和35℃下各相对分压的累积吸附量之和作为筛选样品优良的基准，选择出了ACF₃₃₂₁、ACF₃₁₃₂、ACF₂₁₃₂为最佳样品，由此确定了最佳改性条件。以ACF₀为参照，对筛选出来的3个样品的吸附等温线分别进行了Langmuir、Freundlich、DR方程的拟合，拟合效果均较理想，但D-R方程的拟合效果较前两者更好，说明在甲苯相对分压0～0.3440范围内，各ACF对甲苯的吸附均可视为单层吸附。利用热重和差热分析（TGA/DTA）和表面检测方法对ACF₀、ACF₃₃₂₁、ACF₃₁₃₂、ACF₂₁₃₂的进行了基本性能表征。结果表明：经过Ce（NO₃）₃处理后的几种ACF，较ACF₀比表面积和孔容都有所提高，尤以ACF₂₃₁₂最为明显，总孔容积提高率为22％，DFT孔容积提高率为22.6％，总孔平均半径也得到了较大的拓宽，致使其比表面的提高率也达到了10.5％。对于孔容孔径的分析中发现：ACF₃₃₂₁、ACF₃₁₃₂、ACF₂₁₃₂三者微孔孔径分布没有发生明显的变化；但在中孔范围内对比中，ACF₂₃₁₂的孔容孔径呈现出十分显著地提高和拓宽。