表面化学性质活性炭内部具有晶体结构和孔隙结构，活性炭表面也有一定的化学结构。活性炭吸附性能不仅取决于活性炭的物理（孔隙）结构，而且还取决于活性炭表面的化学结构。在活性炭制备过程中，炭化阶段形成的芳香片的边缘化学键断裂形成具有未成对电子的边缘碳原子。这些边缘碳原子具有未饱和的化学键，能与诸如氧、氢、氮和硫等杂环原子反应形成不同的表面基团，这些表面基团的存在毫无疑问地影响到活性炭的吸附性能。X 射线研究表明，这些杂环原子与碳原子结合在芳香片的边缘，产生含氧、含氢和含氮表面化合物。当这些边缘成为主要的吸附表面时，这些表面化合物就改变了活性炭的表面特征和表面性质。活性炭表面基团分为酸性、碱性和中性 3 种。酸性表面官能团有羰基、羧基、内酯基、羟基、醚、苯1酚等，可促进活性炭对碱性物质的吸附；碱性表面官能团主要有吡喃酮（环酮）及其衍生物，可促进活性炭对酸性物质的吸附。 [5] 磷酸等酸性活化剂制备的活性炭表面以酸性基团为主 ，对碱性物质吸附较好；KOH、K2CO3等碱性活化剂制备的活性炭表面以碱性基团为主，适合于吸附酸性物质；而采用CO2、H2O等物理活化方法制备的活性炭表面官能团总体呈中性。



有机废气吸附工艺是利用活性炭、硅胶、沸石分子筛、活性氧化铝等具有强吸附能力的物质去吸附废气中的有害成分，进而达到消除污染的目的。  吸附法适用于几乎所有的VOCs，活性炭设备维修，吸附效果取决于吸附剂的性质、种类和吸附系统的温度、湿度、压力等因素，具有去除效率很高的优点，从而使其成为去除气相污染物较为常用的方法，但存在投资后运行费用较高且有产生二次污染的缺陷。



21世纪以来，类似于金属-有机框架的多孔固体材料为氢的吸收储存开辟了新的发展方向。有学者在温和条件下将活性炭引入到金属－有机框架材料中，合成了具有高比表面积的活性炭-金属-有机框架混合材料，在77K、10 MPa条件下，对氢的吸附量从8.2%提高到了13.5%。控制超级活性炭制备工艺，得到适宜储氢的比表面积和孔径大小及分布，进而进行表面修饰，在室温及中等压强下，提高储氢量是超级活性炭储氢研究及应用的关键。活性炭材料在脱硫脱硝过程中，因其处理效果好、投资运行费用低、实现资源化、且易于再生利用等优点而引人注目，但是，单一的活性炭脱硫，速度慢，效率低。在提高活性炭脱硫的性能的过程中，改性活性炭引起重视，它能克服普通活性炭的某些缺点和限制，被认为是较有前景的脱硫剂之一；另有研究表明，以亚铁盐和铜盐配方处理的活性炭对氨有很好的吸附性能。



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