活性炭內(nèi)部具有晶體結構和孔隙結構，活性炭表面也有一定的化學結構?；钚蕴课叫阅懿粌H取決于活性炭的物理（孔隙）結構，而且還取決于活性炭表面的化學結構。在活性炭制備過程中，炭化階段形成的芳香片的邊緣化學鍵斷裂形成具有未成對電子的邊緣碳原子。這些邊緣碳原子具有未飽和的化學鍵，能與諸如氧、氫、氮和硫等雜環(huán)原子反應形成不同的表面基團，這些表面基團的存在毫無疑問地影響到活性炭的吸附性能。X射線研究表明，這些雜環(huán)原子與碳原子結合在芳香片的邊緣，產(chǎn)生含氧、含氫和含氮表面化合物。當這些邊緣成為主要的吸附表面時，這些表面化合物就改變了活性炭的表面特征和表面性質(zhì)?；钚蕴勘砻婊鶊F分為酸性、堿性和中性3種。酸性表面官能團有羰基、羧基、內(nèi)酯基、羥基、醚、苯酚等，可促進活性炭對堿性物質(zhì)的吸附；堿性表面官能團主要有吡喃酮（環(huán)酮）及其衍生物，可促進活性炭對酸性物質(zhì)的吸附。[5]

活性炭吸附是指利用活性炭的固體表面對水中的一種或多種物質(zhì)的吸附作用，以達到凈化水質(zhì)的目的。活性炭的吸附能力與活性炭的孔隙大小和結構有關。一般來說，顆粒越小，孔隙擴散速度越快，活性炭的吸附能力就越強。吸附能力和吸附速度是衡量吸附過程的主要指標。吸附能力的大小是用吸附量來衡量的，吸附速度是指單位時間內(nèi)單位重量的吸附劑所吸附的量。在水處理中，吸附速度決定了吸附劑與污水的接觸時間。[6]活性炭發(fā)生的主要是物理吸附，大多數(shù)是單層分子吸附，其吸附量與被吸附物的濃度服從朗格繆爾單分子層吸附等溫方程：

木質(zhì)顆?；钚蕴糠譃椋褐鶢钅举|(zhì)顆?；钚蕴俊⑵扑闋钅举|(zhì)顆?；钚蕴?、粉狀木質(zhì)顆?；钚蕴?、球形木質(zhì)顆?；钚蕴?。合成材料活性炭分為：柱狀合成材料顆?；钚蕴?、破碎狀合成材料顆?；钚蕴?、粉狀合成材料顆?；钚蕴?、成形活性炭、球形合成材料顆?；钚蕴?、布類合成材料活性炭（炭纖維布）、氈類合成材料活性炭（炭纖維氈）。其他類活性炭，指除上述三種類型活性炭外，由其他原材料（如煤瀝青、石油焦等）制備的活性炭，這類活性炭，在產(chǎn)品形狀分類中，暫列了瀝青基微球活性炭。詳細分類見下表[1]：

化學活化法就是通過將各種含碳原料與化學藥品均勻地混合后，一定溫度下，經(jīng)歷炭化、活化、回收化學藥品、漂洗、烘干等過程制備活性炭。磷酸、氯化鋅、氫氧化鉀、氫氧化鈉、硫酸、碳酸鉀、多聚磷酸和磷酸酯等都可作為活化試劑，盡管發(fā)生的化學反應不同，有些對原料有侵蝕、水解或脫水作用，有些起氧化作用，但這些化學藥品都可對原料的活化有一定的促進作用，其中常用的活化劑為磷酸、氯化鋅和氫氧化鉀?；瘜W活化法的活化原理還不十分清楚，一般認為化學活化劑具有侵蝕溶解纖維素的作用，并且能夠使原料中的碳氫化合物所含有的氫和氧分解脫離，以H2O、CH4等小分子形式逸出，從而產(chǎn)生大量孔隙。此外，化學活化劑能夠抑制焦油副產(chǎn)物的形成，避免焦油堵塞熱解過程中生成的細孔，從而可以提高活性炭的收率。[2]我國木質(zhì)磷酸法粉狀活性炭已經(jīng)實現(xiàn)了規(guī)模化、自動化和清潔化生產(chǎn)，整體技術達到國際水平。[2]

KOH活化法是20世紀70年代興起的一種制備高比表面積活性炭的活化工藝，其活化過程是將原料炭與數(shù)倍炭質(zhì)量的KOH或NaOH混合，在不超過500℃下脫水后于800℃左右煅燒若干時間，冷卻后將產(chǎn)品洗滌至中性即可得到活性炭。反應機理是活化過程中被消耗的炭主要生成了碳酸鉀，同時在800℃左右，被炭還原的金屬鉀（沸點762℃）析出，金屬鉀的蒸氣不斷進入碳原子所構成的層與層之間進行活化，這兩個反應使產(chǎn)物具有很大的比表面積。[2]KOH法活性炭主要應用在超級電容器領域。以椰殼為主要原料所制得的活性炭比表面積可接近3000m2/g，比電容可超過200F/g，同時還可表現(xiàn)出非常優(yōu)良的儲氫和儲甲烷能力，在77K和100kPa的情況下，儲氫量可達到2.94%，壓力提高至1MPa，儲氫量可達4.82%。[2]

）微波輔助化學活化由于在活性炭制備過程中，傳統(tǒng)的爐膛加熱存在耗工、耗時且物料受熱不均的缺點，因此微波的引入可以實現(xiàn)物料內(nèi)部均勻加熱，同時可方便地快速啟動和停止，耗時比傳統(tǒng)工藝短得多。因此，微波輔助化學活化可以顯著縮短生產(chǎn)時間，從而地提高生產(chǎn)效率，亦可降低環(huán)境污染。通常的磷酸法、氯化鋅法和氫氧化鉀活化法均可采用微波加熱，而且研究表明微波加熱法亦可得到的活性炭，尤其適用于KOH活化法制備超級電容活性炭。然而微波加熱制備活性炭仍處于實驗階段，主要原因是設備投資大，能耗高。[2]