本文针对质子交换膜燃料电池（PEMFCs）的催化剂对空气中SO2的中毒问题，展开了对活性炭纤维（ACF）的改性制备与应用研究，为了进一步提高改性ACF的吸附性能，对其进行了二次活化改性处理。通过对ACF的吸附性能评价和表征研究了结构与性能的关系，通过改性ACF对空气中的SO2的吸附研究，为有效提高ACF的吸附性能并解决燃料电池催化剂中毒问题积累了数据基础。选用Na2CO3、KI、Cu2+、Mn2+四种改性剂，采用共混与高温活化相结合的方法对ACF进行改性处理，考察了不同因素对吸附性能的影响。通过比较吸附性能对其制备工艺进行优化，Na2CO3改性剂的最佳改性活化条件为：在700℃高温N2保护下，改性剂浓度为15％，活化时间为40min，此时ACF-Na的碘值为1144．91mg·g-1，碱性官能团含量为76．34mmol·g-1，得率为90．51％；KI改性剂的最佳改性活化条件为：在700℃高温N2保护下，改性剂浓度为2％，活化时间为60min，此时ACF-I的碘值为1167．29mg·g-1，碱性官能团含量为61．14mmol·g-1，得率为90．4％；Cu2+改性剂的最佳改性活化条件为：在700℃高温N2保护下，改性剂浓度为15％，活化时间为40min，此时ACF-Cu的碘值为1185．2mg·g－1，碱性官能团含量为39．57mmol·g-1，得率为93．81％；Mn2+改性剂的最佳改性活化条件为：在700℃高温N2保护下，改性剂浓度为2％，活化时间为80min，此时ACF-Mn的碘值为965．84mg·g－1，碱性官能团含量为82．99mmol·g-1，得率为89．74％。XRD，SEM，EDS测试结果表明：改性ACF为乱层石墨结构，改性剂在ACF表面分布均匀，使ACF微孔数量增加，比表面积增大，其中Na在ACF-Na中的质量百分比为5．21％，原子百分比为2．97％；K在ACF-I中的质量百分比为17．92％，原子百分比为31．03％，I在ACF-I中的质量百分比为65．11％，原子百分比为34．73％；Cu在ACF-Cu中的质量百分比为18．86％，原子百分比为4．8％；Mn在ACF-Mn中的质量百分比为2．26％，原子百分比为0．28％。Cu2+改性剂对ACF-Mn进行二次改性活化处理的吸附性能最好，得到的最佳改性活化条件为：在700℃高温N2保护下，改性剂浓度为10％，活化时间为50min，此时ACF-Mn-Cu50碘值为1605．36mg·-1，碱性官能团含量为119．86mol·g-1。XRD、SEM和EDS分析表明，ACF-Mn-Cu50的铜晶体粒径最大，有序化程度和石墨化程度同时提高了。并且Cu在ACF-Mn-Cu50中的质量百分比为24．36％，原子百分比为6．32％，Mn在ACF-Mn-Cu50中的质量百分比为0．84％，原子百分比为0．25％。 改性ACF吸附空气中的SO2的结果表明：吸附温度为60℃，空气流速分别为Q1=0．3L·min－1，Q2=0．4L·min－1时，吸附剂ACF-Mn－Cu50的吸附效果要略好于吸附剂ACF－Mn，二次改性活化提高了ACF的吸附性能；吸附质空气中SO2的浓度越高，脱硫率越高。最佳的吸附条件为：吸附柱长度20mm，吸附时间3h。通过对改性ACF吸附空气中的SO2的动力学分析得出，改性ACF吸附空气中的SO2的动力学过程更好地符合二级吸附动力学方程。