活性碳纤维(ACF),作为一种多功能的吸附材料,与一般的活性炭相比,ACF有着丰富的孔隙结构,比表面积大,孔径分布适中、均匀,吸脱速度快,成型性好等优点,呈现出较好的吸附、载体和导电等特性,在化学化工、环境保护、资源能源、医疗卫生、电器、军工等领域显示出良好的应用前景。然而,实现其应用常常需要进行适当的功能化处理。对碳材料进行功能化改性是拓宽其应用的有效途径,本文采用适当电化学氧化,聚苯胺改性以及铁氧体负载对ACF进行了功能化改性,研究了改性后的ACF在水处理、超级电容器、微波吸收等领域应用性能。论文主要内容如下:1、综述了 ACF功能化的研究进展,详细探讨电化学氧化改性、聚苯胺改性ACF和多波段兼容隐身材料的研究现状。2、研究了活性碳纤维的阳极氧化过程及其重金属吸附性能,用酸碱滴定、红外、BET比表面积测定对氧化前后的ACF进行了表征;吸附试验测试结果表明:氧化后ACF对Cr(Ⅵ)和Fe(Ⅲ)的吸附能力增加;直流条件下,由于副反应导致的腐质碳的生成,随着阳极氧化程度的增加ACF的比表面积降低;相同条件下,脉冲阳极氧化后ACF表面酸性含氧官能团更多、重金属离子吸附量能力更强。并发现相对于直流条件副反应明显降低,比表面反而降低较少。3、采用电化学原位聚合可控地合成了聚苯胺(PANI)/活性碳纤维毡(ACF)复合材料电极,用FT-IR、SEM和电化学工作站对复合材料电极的结构、形貌和电化学性能进行了表征;ACF上的酸性(含氧)官能团与碱性苯胺通过静电和氢键相互作用,对聚苯胺的成核起到诱导作用;通过调控电解质浓度、电流密度和电流方式可有效制备出不同形貌、不同电化学性能的PANI/ACF复合材料;复合材料呈现出ACF双电层电容和PANI法拉第赝电容的协同效应,在充放电电流为1 A/g时,复合材料比电容达362 F/g,为同等条件下ACF的2.5倍,不仅电化学活性优异、成本低,且该工艺过程简单,易于大规模工业化生产。4、制备了多波段兼容隐身复合材料。采用铁氧体对ACF和氧化ACF功能化,制备了 ACF/铁氧体复合微波吸收材料,发现氧化ACF/铁氧体复合呈现出明显增强的微波吸收性能,同时吸收波段加宽,最大吸波强度达12.76 dB。5、合成3种近红外吸收方酸菁染料,利用FT-IR、1H-NMR对其结构进行了表征;方酸菁低聚物在DMSO溶液中呈现出宽的吸收性能,吸收波长从500 nm到1100 nm,最大吸收波长为995 nm,当将其加入到聚氨酯弹性体中后,由于J-聚集的形成,吸收峰从995 nm红移到1070 nm,复合材料在1070 nm呈现窄强的近红外吸收性能,最大吸收截止波长进一步扩展到1150 nm,可满足1.064 μm激光和近红外兼容隐身需要。