活性炭表面化学改性及应用研究进展_陈孝云

面活性剂改性活性炭吸附水中砷亚砷酸盐的研究砷是一种广泛存在于自然界中的有毒元素，其在水中主要以砷酸盐和亚砷酸盐的形式存在。

砷的摄入会对人体健康造成严重危害，如导致皮肤病变、心血管疾病、癌症等。

因此，有效去除水中的砷对于保障饮用水安全至关重要。

活性炭作为一种常见的吸附剂，具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构，在水处理中得到了广泛应用。

然而，未经改性的活性炭对砷亚砷酸盐的吸附能力有限。

为了提高活性炭对砷亚砷酸盐的吸附性能，研究人员采用表面活性剂对其进行改性。

一、砷亚砷酸盐在水中的存在形式及危害砷在水中的存在形式主要有砷酸盐（As(V)）和亚砷酸盐（As(III)）。

砷酸盐在中性和碱性条件下较为稳定，而亚砷酸盐在酸性条件下更稳定。

砷的毒性与其存在形式有关。

一般来说，亚砷酸盐的毒性比砷酸盐更强。

长期摄入含砷的水会对人体造成多种损害。

首先，它可能导致皮肤色素沉着、角化过度等皮肤问题。

其次，会影响心血管系统的正常功能，增加心脏病的发病风险。

更严重的是，砷具有致癌性，可能诱发肺癌、膀胱癌、皮肤癌等多种癌症。

二、活性炭的特性及吸附原理活性炭是一种具有高度发达孔隙结构的碳质材料。

其比表面积大，孔隙丰富，包括微孔、介孔和大孔。

这些孔隙结构为吸附物质提供了大量的吸附位点。

活性炭的吸附原理主要包括物理吸附和化学吸附。

物理吸附是通过范德华力将物质吸附在活性炭表面，这种吸附通常是可逆的。

化学吸附则是通过化学键的作用将物质固定在活性炭表面，相对来说更稳定且不可逆。

然而，未经改性的活性炭对砷亚砷酸盐的吸附效果并不理想。

这是因为砷亚砷酸盐在水中的离子化程度较高，与活性炭表面的相互作用较弱。

三、表面活性剂改性活性炭的方法及作用机制为了提高活性炭对砷亚砷酸盐的吸附性能，研究人员采用表面活性剂对活性炭进行改性。

常见的表面活性剂有阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂。

阳离子表面活性剂如十六烷基三甲基溴化铵（CTAB），可以通过静电作用与带负电荷的砷亚砷酸盐离子结合，从而增强活性炭的吸附能力。

活性炭的表面改性及其研究摘要：活性炭表面的不饱和电子云和炭结构中存在的杂原子影响了其应用范围，为了满足应用要求，必须对其表面进行改性；介绍了活性炭表面改性的方法，包括对活性炭外观、形状的改变，采用碳沉积技术对孔结构的改变，针对不同应用条件对活性炭表面极性的改性等。

关键词：活性炭；表面改性；改形；极性基团Abstract: unsaturated electron cloud on the surface of the activated carbon and structure of the carbon hetero-atom affected its application scope, in order to meet the application requirements, must be on the surface modification; The method of the surface modification of activated carbon are introduced, including the appearance, the shape of the activated carbon change, using carbon deposition technology to the change of pore structure, according to different application conditions on the surface polarity of the modified activated carbon, etc.Key words: activated carbon; The surface modification; Change shape; Polar groups前言1【活性炭应用领域扩大对其性能提出了更新、更高的要求，在“高吸附、多功能、高强度”的总要求下，（减低活性炭的使用成本，扩大使用范围，提高利用效率的有效突进）【4,6】。

万方数据　万方数据　万方数据　万方数据　万方数据微波加热在活性炭再生中应用研究进展作者：林金春， 高恒， 温建华， 林秀兰， 陈孝云， LIN Jin-chun， GAO Heng， WEN Jian-hua， LIN Xiu-lan， CHEN Xiao-yun作者单位：林金春,高恒,林秀兰,陈孝云,LIN Jin-chun,GAO Heng,LIN Xiu-lan,CHEN Xiao-yun(福建农林大学材料工程学院,福州,350002)， 温建华,WEN Jian-hua(南京澳润微波科技有限公司,南京,210041)刊名：科学技术与工程英文刊名：SCIENCE TECHNOLOGY AND ENGINEERING年，卷(期)：2008,8(23)1.张会平;钟辉;叶李艺化学方法再生活性炭的对比研究[期刊论文]-化学进展 1999(05)2.Ania C O;Menendez J A;Parra J B Microwave induced regeneration of activated carbons polluted with phenol,a comparison with conventional thermal regeneration[外文期刊] 2004(07)3.Ania C O;Parra J B;Menendez J A Effect of microwave and conventional regeneration on the microporous and mesoporous network and on the adsorptive capacity of activated carbons[外文期刊] 2005(1-2)4.杨良玉;曾庆福;杨俊微波再生铁屑-活性炭处理染料废水[期刊论文]-武汉科技学院学报 2003(05)5.Kong Y;Cha C Y NOx abatement with carbon adsorbents and microwave energy[外文期刊] 1995(06)6.陈茂生;王剑虹;宁平微波辐照载甲苯活性炭再生研究[期刊论文]-环境污染治理技术与设备 2006(06)7.邹宗柏;傅大放;张璐用微波辐照消除磺基水杨酸污染物 1999(01)8.王宝庆;陈亚雄;宁平微波解吸技术及其应用[期刊论文]-环境污染治理技术与设备 2004(03)9.夏祖学;刘长军;闫丽微波化学的应用研究进展[期刊论文]-化学研究与应用 2004(04)10.Salvador F;Sanchez J C A new method for regeneration activated carbon by thermal desorption with liquid water under subcrilical conditions[外文期刊] 1996(04)11.Jones D A;Lelyveld T P;Mavrofidis S D Microwave heating applications in environmentalengineering-areview[外文期刊] 2002(02)12.Ban A Fundamentals of electrosorption on activated carbon for waste water treatment of industrial effluents[外文期刊] 1998(3)13.张会平;叶李艺;傅志鸿活性炭的电化学再生技术研究[期刊论文]-化工进展 2001(01)14.Liu X T;Xie Q;Bo L L Simultaneous pentachlorophenol decomposition and granular activated carbon regeneration assisted by microwave irradiation[外文期刊] 2004(02)15.谢志刚;刘成伦微波辐射法制备活性炭的应用研究进展[期刊论文]-化学研究与应用 2006(04)16.王洪涛;姚伯元;张永钗载碘活性炭微波再生研究 2007(增刊2)17.孙作达;孙丽欣;欧阳红高频电磁波(微波)再生活性炭方法研究[期刊论文]-哈尔滨商业大学学报(自然科学版) 2002(05)18.刘晓海;马祥元;彭金辉废活性炭微波再生新工艺的研究[期刊论文]-环境污染治理技术与设备 2006(08)19.刘晓海;马祥元;彭金辉微波加热水蒸气活化再生乙酸乙烯用废活性炭的研究[期刊论文]-化学与生物工程2006(01)20.韩永忠;谌伟艳;陈金龙活性炭微波辅助溶剂再生研究[期刊论文]-环境科学与技术 2006(08)21.傅大放;邹宗柏;曹鹏活性炭的微波辐照再生试验 1997(05)22.Haque K E;Kondos P D;Macdonal R J C Microwave activation of carbon 200023.Abramovitch R A;Michael C Remediation ofwaters contaminated with pentachloro phenol[外文期刊] 2003(07)24.王学谦;宁平活性炭吸附硫化氢及微波辐照解吸研究[期刊论文]-环境污染与防治 2001(06)25.杨斌武;蒋文举;朱晓帆微波辐照法再生载硫活性炭的研究[期刊论文]-化工环保 2003(03)26.宁平;田森林;王学谦微波辐照再生载甲苯活性炭[期刊论文]-化学工业与工程 2001(02)27.黄妍;张俊丰活性炭吸附-微波技术再生处理粘胶纤维废气的研究[期刊论文]-环境污染治理技术与设备2005(09)28.宁平;陈玉保;彭金辉载硫活性炭微波辐照解吸研究[期刊论文]-林产化学与工业 2004(03)29.Narbaitz R M;Cen J Alternative methods for determining the percentage regeneration of activated carbon 1997(10)30.Bradshaw S M;Van W E J;Swardt J B D Preliminary economic assessment of microwave rergeneration of activated carbon for the carbon in pulp process 1997(03)31.Bercic G Description of phenol from activated carbon by hot water regeneration adsorption isotherms[外文期刊] 1996(12)32.汪南方;华坚;尹华强微波加热用于活性炭的制备、再生和改性[期刊论文]-化工进展 2004(06)33.王宝庆;陈亚雄;宁平微波解吸技术及其应用[期刊论文]-环境污染治理技术与设备 2004(03)34.Deng X H;Yue Y H;Gao Z Preparation and characteriation of active carbon adsorbents for waste water treatment from elutrilithe[外文期刊] 1997(2)35.Leng C C;Pinto N G An investigation of the mechanisms of chemical regeneration of activated carbon[外文期刊] 1996(06)36.Tai H S;Jou C J G Application of granular activated carbon packed bed reactor in microwave radiation field to treat BT[外文期刊] 1999(11)37.时运铭;段书德木质粉状活性炭的微波加热再生研究[期刊论文]-河北化工 2002(06)38.刘钟栋微波技术在食品工业中的应用 199839.杨斌武;蒋文举;朱晓帆微波辐照法再生载硫活性炭的研究[期刊论文]-化工环保 1999(03)40.Xie Q;Liu X T;Bo L L Regeneration of acid orange-exhausted granular activated carbons with microwave irradiation[外文期刊] 2004(20)41.VanWyk E J;Bradshaw S M;De Swardt J B The dependence of microwave regeneration of activated carbon on time and temperature 1997(03)42.Menendez J A;Menendez E M;Inglesias M J Modification of the surface chemistry of active carbons by means of microwave induced treatments[外文期刊] 1999(07)43.立本英机;安部郁夫;高尚愚活性炭的应用技术:其维持管理及存在问题 200244.Menendez J A;InguanzoM;Pis J J Microwave-induced pyrolysis of sewage sludge 2002(13)45.Dobrevski L Biological regeneration of activated carbon 199846.Cláudia C;Ana S O;Manuel F The influence of activated carbon surface properties on the adsorption of the herbicide molinate and the bioregeneration of the adsorbent[外文期刊] 2006(2)47.刘勇弟;高勇;袁渭康超临界流体话性炭再生技术[期刊论文]-化工进展 1999(01)48.Riviera-Utrilla J;Ferro-Garcia M A;Bautist Toledo I Regeneration of ortho-chlor-ophenol-exhausted activated carbon with liquid water at high pressure and temperature[外文期刊] 2003(8)49.Mundale V D;Joglekar H S Regeneration of spent activated carbon by wet air oxidation 199150.Gitchel G B;Meidl J A;Berndl C L Characteristics of active carbon regenerated by wet oxidation 198051.刘守新;陈广胜;孙承林活性炭的光催化再生机理[期刊论文]-环境化学 2005(04)52.刘守新;王岩;郑文超活性炭再生技术研究进展[期刊论文]-东北林业大学学报 2001(03)1.陈茂生.王剑虹.宁平.许燕.Chen Maosheng.Wang Jianhong.Ning Ping.Xu Yan微波辐照载甲苯活性炭再生研究[期刊论文]-环境污染治理技术与设备2006,7(6)2.吴慧英.施周.陈积义.马燕娜.童丽.WU Hui-ying.SHI Zhou.CHEN Ji-yi.MA Yan-na.TONG Li两种微波-活性炭法对苯酚的去除效果及其效能比较[期刊论文]-中国给水排水2008,24(23)3.刘青松.王鹏.张威.赵姗姗微波再生吸附苯酚活性炭的研究[会议论文]-20084.陶长元.邱调军.刘作华.杜军.范兴.刘仁龙Fenton法再生废活性炭[会议论文]-20105.汪南方.华坚.尹华强.李媛.黄丽华微波加热用于活性炭的制备、再生和改性[期刊论文]-化工进展2004,23(6)6.刘晓海.马祥元.彭金辉.张利波.Liu Xiaohai.Ma Xiangyuan.Peng Jinhui.Zhang Libo废活性炭微波再生新工艺的研究[期刊论文]-环境污染治理技术与设备2006,7(8)7.李文明.付大友.李红然.LI Wen-ming.FU Da-you.LI Hong-ran活性炭再生方法的分析和比较[期刊论文]-广州化工2010,38(12)8.魏起华.陈孝云.温建华.林秀兰.林娟.高恒.WEI Qi-hua.CHEN Xiao-yun.WEN Jian-hua.LIN Xiu-lan.LIN Juan. GAO Heng微波加热在活性炭制备及改性中应用研究进展[期刊论文]-科学技术与工程2008,8(23)9.林重胤.程方.李宗璟.赵立强.LIN Chongyin.CHENG Fang.LI Zongjing.ZHAO Liqiang载2,4-DCP粉末活性炭微波再生的影响因素[期刊论文]-环保科技2010,16(3)10.汪华林粉状活性炭再生工艺研究[期刊论文]-上饶师范学院学报2003,23(3)本文链接：/Periodical_kxjsygc200823025.aspx。

活性炭改性研究进展韩严和　全　燮　薛大明　赵雅之　陈　硕(大连理工大学环境科学与工程学院,大连116023)摘　要　本文从表面结构特性、表面化学性质和电化学性质3个方面叙述了国内外在活性炭改性方面的研究进展。

表面结构特性改性主要是从增大比表面积和控制孔径分布两方面展开,从而增大吸附量;表面化学性质改性主要是通过氧化还原改变表面含氧酸性、碱性基团的相对含量以及负载金属改性,从而改变对极性、极性较弱或非极性物质的吸附能力;电化学性质改性主要是通过加微电场改变活性炭表面的带电性和由此而产生的化学性质的变化,从而改变吸附性能。

最后,本文还从活性炭的吸附性质方面,客观地提出了今后发展方向。

关键词　表面结构性质　表面化学性质　电化学性质　活性炭　改性Advance of research on modified activated carbonHan Yanhe Quan Xie Xue Daming Zhao Yazhi Chen Shuo(School of Environmental Science and Tech nology ,Dalian University of Technology ,Dal ian 116023)A bstract The paper depicts the advance of research on modified active carbon at home and abroad fromsurface structure properties ,chemical characterization and electrochemical characterization .The modification of surface structure properties is m ainly done by enlarging specific surface area and co ntrol porosity ,according -ly enlarging adsorption capacity .The modification of surface chemical characterization is done by redox to modify relative content of o xygen containing acid g roup and base g roup and loading of metal compound ,ac -co rdingly modify the adso rption capacity of dipoles ,w eak dipoles and non -dipoles molecules .The modifica -tion of electrochemical characterization is m ainly done by exposing activated carbon under w eak electric field to modify the charge of the surface and chemical character change ,accordingly modify the adso rption capacity .In the end ,advance of research is proposed in the future from adsorption capacity of activated carbon .Key words surface structure properties ;surface chemical character ;electrochemical character ;activ ated carbon ;modification 收稿日期:2002-10-13作者简介:韩严和(1976～),男,安徽安庆人,硕士,主要研究方向为环境工程(主要是水处理),现研究课题为活性炭电改性处理染料废水。

表面酸碱两步改性对活性炭吸附Cr(VI)的影响刘守新 陈孝云 陈曦（东北林业大学教育部生物质材料重点实验室 哈尔滨 150040）摘要：研究了酸碱两步改性对活性炭吸附水相中Cr(VI)的影响。

将活性炭（AC0）在HNO3溶液中氧化（AC1），然后在NaOH和NaCl的混合液中处理（AC2）。

分别采用平衡和连续吸附试验，测试Cr(VI)的吸附特征。

以Boemh滴定法定量检测活性炭表面酸性官能团数量，结合元素分析结果定量表征活性炭的表面含氧官能团变化；以低温液氮吸附法分析活性炭的比表面积和孔径结构。

结果表明：活性炭经两步改性后，其Cr(VI)的吸附容量和吸附速度均显著改变。

吸附容量和吸附速度大小依次为AC2＞AC1＞AC0。

改性活性炭表面积下降，表面含氧酸性官能团数量增加。

HNO3液相氧化处理可使活性炭表面生成带正电含氧酸性官能团，第二步改性后活性炭表面酸性官能团H+部分被Na+取代，使活性炭表面酸性降低。

表面较多的含氧酸性官能团（与AC0相比）、适宜的表面pH（与AC1相比）是AC2所表现出较高Cr(VI)吸附容量的主要原因。

关键词：活性炭；改性；酸，碱；吸附；六价铬中图分类号：文献标识码：A 文章编号：0250-3301（2005）含Cr (VI)废水由于其本身的难降解性、高毒性和高致癌性，其有效治理引起人们广泛关注[1~3]。

活性炭吸附法是治理含Cr (VI)废水的有效途径，但普通活性炭对Cr (VI)的吸附容量较低。

最近，人们开展了大量实验以揭示氧化处理活性炭的表面化学结构与Cr (VI)去除效率的变化关系[3~6]。

金属离子的吸附主要取决于活性炭的孔结构和表面化学结构，活性炭表面的含氧官能团为金属离子的活性吸附点[5，7，8]。

活性炭的表面化学结构主要由活性炭表面含氧官能团的数量和性质决定，取决于炭本身的性质和其氧化历程，可以通过化学氧化性气氛中的热处理或酸性条件下处理而改变。

氧化处理可以增加活性炭表面酸性官能团数量，从而提高其Cr (VI)吸附容量[3~7]。

活性炭的表面改性及其研究摘要：活性炭表面的不饱和电子云和炭结构中存在的杂原子影响了其应用范围，为了满足应用要求，必须对其表面进行改性；介绍了活性炭表面改性的方法，包括对活性炭外观、形状的改变，采用碳沉积技术对孔结构的改变，针对不同应用条件对活性炭表面极性的改性等。

关键词：活性炭；表面改性；改形；极性基团Abstract: unsaturated electron cloud on the surface of the activated carbon and structure of the carbon hetero-atom affected its application scope, in order to meet the application requirements, must be on the surface modification; The method of the surface modification of activated carbon are introduced, including the appearance, the shape of the activated carbon change, using carbon deposition technology to the change of pore structure, according to different application conditions on the surface polarity of the modified activated carbon, etc.Key words: activated carbon; The surface modification; Change shape; Polar groups前言1【活性炭应用领域扩大对其性能提出了更新、更高的要求，在“高吸附、多功能、高强度”的总要求下，（减低活性炭的使用成本，扩大使用范围，提高利用效率的有效突进）【4,6】。

活性炭的表面改性研究及进展本文概述了活性炭的结构、性质及分类，并主要针对活性炭的物理结构、化学及电化学性质这三个方面对活性炭进行表面改性的方法做了综述，另外对改性活性炭的前景做出展望。

标签：活性炭表面改性含氧官能团活性炭是经含碳类物质加热炭化后，再经药剂或水蒸气活化而值制得的多孔性炭结构的吸附剂。

其可分为粉末活性炭、颗粒活性炭和纤维活性炭。

活性炭中的碳原子可与大部分的氢，氧以化学键的形式相结合形成有机官能团[1]。

表面官能团是影响活性炭化学性质的主要因素，而表面官能团主要以表面含氧官能团和表面含氮官能团两种形式存在。

表面含氧官能团有羧基、羰基、内酯基、醌基等，它们都能表现出一定的酸性，含氮官能团有酰胺基、酰亚胺基、乳胺基、吡咯基和吡啶基等[2-4]。

一般的活性炭存在比表面积较小、吸附选择性差、灰分较高、对水中污染物的去除有一定的局限性等缺点，因此需要对其物理结构及化学性质进行一定黏度的改性，以提高活性炭对水中污染物的去除率。

一、表面物理结构的改性活性炭表面结构的改性是指在活性炭材料的制备过程中利用物理或化学的方法来增大活性炭材料的比表面积、调整活性炭的孔隙结构及分布，使活性炭材料的吸附表面结构发生改变，从而改变活性炭材料的物理吸附性能[5]。

一般活性炭表面物理结构的改性过程分为两步：首先为了将活性炭中的易挥发成分除去，需对活性炭进行炭化处理，然后利用一些氧化性气体如H2O、CO2、O2和空气等对其进行活化处理，通过开孔、扩孔、创造新孔这一系列过程，使活性炭的孔隙结构更丰富[6]。

另外，在活化过程中，可以加入一些活化剂，这样可丰富孔隙结构，并使孔径分布更加均匀。

二、表面氧化改性表面氧化改性是指在一定的条件下利用适当的氧化剂对活性炭进行氧化处理，使活性炭表面的含氧官能团发生氧化，从而增加含氧官能团的数量及增强活性炭的亲水性[5]。

经氧化处理后的活性炭的比表面积及孔容会有所降低，活性炭的表面几何形状变得均一，而且所用的氧化剂的种类的不同会形成不同的数量和种类的含氧官能团。

活性炭的再生及改性进展研究1. 引言1.1 活性炭的再生及改性进展研究活性炭是一种常用的吸附剂，在环保和水处理领域有着广泛的应用。

随着使用时间的增长，活性炭会逐渐失去吸附性能，需要进行再生或改性以恢复其吸附性能。

活性炭的再生及改性进展研究是当前研究的热点之一，通过对活性炭再生技术和改性方法的探索，可以提高活性炭的吸附效率，并延长其使用寿命。

在活性炭的再生技术研究方面，主要包括热再生、化学再生、生物再生等方法。

热再生是目前应用最广泛的再生技术之一，通过高温使废弃的活性炭中的吸附物质挥发分解，达到再生的目的。

化学再生则是利用化学溶剂或氧化剂将吸附在活性炭上的有机物去除，而生物再生则是通过微生物降解有机物，使活性炭恢复吸附性能。

而在活性炭的改性方法探讨中，主要包括物理改性、化学改性和表面改性等方法。

物理改性通常是通过改变活性炭的孔径结构或比表面积来提高其吸附性能，化学改性则是通过在活性炭表面引入功能基团或进行表面修饰来增强活性炭的吸附性能。

表面改性则是利用纳米技术等手段对活性炭表面进行修饰，增强其吸附性能和选择性吸附能力。

通过对活性炭的再生技术和改性方法进行综合研究，可以提高活性炭吸附性能，减少其对环境的污染，同时也能为环境保护和水处理领域带来更多的新机遇和发展空间。

2. 正文2.1 活性炭的再生技术研究活性炭的再生技术研究是关于如何有效地恢复和重复利用已经使用过的活性炭材料的技术方法。

活性炭是一种具有极高比表面积和吸附性能的材料，在吸附有机物和重金属等污染物方面具有广泛的应用。

目前，活性炭的再生技术主要包括热再生、溶剂再生、化学再生和微波再生等几种方法。

热再生是目前应用最广泛的一种再生技术，通过高温处理活性炭可以恢复其吸附性能，但会降低其使用寿命。

溶剂再生则是利用溶剂将吸附在活性炭上的有机物溶解出来，再进行脱溶剂处理，使活性炭重新恢复吸附性能。

化学再生是通过化学方法将活性炭表面的吸附物去除，如氧化法、还原法等。

活性炭是经过加工所得的无定形炭，具有很大的比表面积，对气体、溶液中的无机或有机物质及胶体颗粒等有良好的吸附能力。

活性炭具有较强的吸附性和催化性能，主要是由于其具有独特的吸附表面结构特性和表面化学性能所决定。

活性炭制备原料充足且安全性高，耐酸碱、耐热、不溶于水和有机溶剂、易再生等优点，是一种环境友好型吸附剂，已经广泛应用于化工、环保、食品加工、冶金、药物精制、军事化学防护等各个领域。

１活性炭的空隙结构活性炭具有多种机能的最主要原因在于其多孔性结构，并且不同的孔径能够发挥出与其相应的机能。

微孔（孔隙直径小于２ｎｍ）拥有很大的比表面积，呈现出很强的吸附作用。

中孔（直径２－５０ｎｍ）又叫中间孔，能用于添载触媒及脱臭用化学药品，随着所添载的化学药品种类的不同，能具有不同的机能。

大孔（直径大于５０ｎｍ）通过让微生物及菌类在其中繁殖，使无机的碳材料能发挥生物质机能［１］。

影响活性炭性能的主要因素有比表面积大小、孔容和孔径分布。

一般比表面积、孔容越大，其吸附能力越强。

大孔是吸附质分子的通道；中孔既是吸附质分子的通道，支配着吸附速度，又在一定相对压力下发生毛细凝结，吸附有些不能进入微孔的分子；微孔对吸附量起支配作用。

活性炭孔径分布越集中，性能就越好。

２活性炭的表面化学改性为了使活性炭具有特殊性能和用途，通常对其孔结构进行调整，对表面基团进行改性。

活性炭材料吸附表面化学性质的改性可以通过表面氧化改性、表面还原改性以及负载金属改性等。

２．１表面氧化改性表面氧化改性是指利用合适的氧化剂在适当的温度下对活性炭材料表面的官能团进行氧化处理，从而提高材料表面含氧官能团的含量，增强材料表面的亲水性。

常用的氧化剂主要有ＨＮＯ３、ＨＣｌＯ和Ｈ２Ｏ２等。

Ｍｏｒｗｓｋｉ等采用硝酸对酚基合成碳材料进行处理，处理后的活性炭材料对三卤甲烷的吸附性能大幅度提高［２］。

以硝酸氧化为例，经过硝酸氧化可显著增加其表面酸性基团的含量。

用ＨＮＯ３氧化的活性炭在３００－４００℃下进行热处理，其表面可产生较多的酸性基团，获得较高的阳离子交换量，对重金属离子Ｃｒ（Ⅲ）有很好的吸附交换能力。

第31卷第4期湖南科技学院学报 V ol.31 No.4 2010年4月 Journal of Hunan University of Science and Engineering Apr.2010活性炭改性方法的研究进展杨金辉王劲松周书葵邓钦文（南华大学 城市建设学院，湖南 衡阳 421001）摘 要：从活性炭的表面结构和表面化学性质两方面介绍了活性炭改性方法的研究进展，概述了活性炭性质的表征方法，用于比较活性炭改性前后的吸附性能，并总结了不同吸附质常采用的改性方法。

关键词：活性炭；改性方法；表面化学改性中国法分类号：O6-3 文献标识码：A 文章编号：1673-2219（2010）04-0090-040 前 言活性炭是用生物有机物质(包括煤、石油和沥青等在内)经过炭化、活化等过程制成的一种无定形炭[1]。

它具有多孔结构、巨大的比表面积、吸附容量大、速度快和饱和可再生等特点，能够有效地去除水中水中的臭味、天然和合成溶解的有机物、微污染物以及一些大气中的污染气体等[2]，但是普通活性炭比表面积小、孔径分布不均匀和吸附选择性能差，故普通活性炭需要进一步的改性，满足实验和工程需要。

现在常采用工艺控制和后处理技术对活性炭的孔隙结构进行调整，对表面化学性质进行改性,进而提高其吸附性能[3]。

1 活性炭改性方法1.1 活性炭表面结构的改性方法活性炭表面结构的改性主要是通过物理或化学方法改变活性炭的比表面积和孔径分布，扩大或缩小孔径，达到改变活性炭表面结构的目的，从而提到活性炭的吸附能力。

一般采用活化以及在活化过程中加入一些活化剂来开孔、扩孔、创造新孔，而一般才用热收缩法、浸渍覆盖法、气相热解堵孔法等达到缩孔的目的[4]。

江霞等人还研究用微波来改变活性炭的表面结构[5]。

活性炭的活化过程首先要对原料进行炭化处理除去其中的可挥发组分，然后用合适的氧化性气体(H2O，CO2，O2和空气)对炭化物进行活化处理，从而改变活性炭的空隙结构[6]。

活性炭的表面改性研究及进展【摘要】活性炭是经过高温高压加工处理，形成的一种无定形碳素材料。

这种碳素材料为多孔固体，孔隙结构发达，其表面积每克约有500-1500m2。

活性炭对于溶液、气体中的无机或有机物质以及胶体颗粒，都有很好的吸附性。

随着科技的不断进步，对活性炭进行表面改性，使活性炭更加功能化已经成为了一个必然的发展趋势。

近几年来，国内外的研究学者在活性炭材料改性方面有了进一步的发展，在此基础之上，他们还提出了活性炭表面改性技术的发展方向和趋势。

【关键词】活性炭；改性；发展趋势；前景与树脂、硅胶等吸附材料相比，活性炭因其孔隙结构发达、表面积大的特点，受到了更多人的青睐。

由此，活性炭的应用领域也就随即扩大。

在科技、经济、社会不断快速向前发展的今天，对于活性炭的要求也相应的有所提高。

在“高吸附、多功能、高强度”的基本要求下，出现了专用炭质吸附材料，而且它的需求市场也在不断的增大。

在目前的情况下，传统工艺生产出来的活性炭一般满足一般需求，对于有特殊需求的订单，传统工艺无从下手。

针对这种现象，对活性炭表面进行表面改性，成为了解决活性炭应用的有效手段。

一、活性炭的结构与特性第一、活性炭的孔隙结构活性炭的孔隙结构指的就是孔容、孔径分布以及孔的形状。

因为活性炭的孔隙结构非常复杂，孔径分布范围广，形状也是多种多样的，所以，活性炭的吸附能力要强大许多。

活性炭本身具有吸附性和催化性，这二者之间的转化也全依赖于它自身的多孔隙结构。

活性炭的孔隙众多，而且每一种空隙都以各自独特的功能：在活性炭中，微孔（直径小于2nm）数量很大，且比表面积巨大，活性炭将会呈现它强大的吸附性；中孔（又被称之为介孔，直径在2～50nm之间）可用于负载触媒及化学药剂的脱味剂；活性炭的大孔（直径大于50nm），通过在其中繁殖微生物，可以做到无机碳材料发挥出生物质的功效。

这三种空隙都具有吸附的特性，但是起主要作用的是微孔，所以说，活性炭的吸附容量的大小，主要取决于微孔的数量有多少。

活性炭的改性技术及其应用研究进展作者：杨四娥林建清来源：《安徽农业科学》2014年第09期摘要活性炭具有特殊的物理化学特性，常被用作吸附剂，广泛应用于工业、饮用水净化、废水处理等领域，并取得显著的成效。

目前水污染物种类繁多，对水质要求高，传统的活性炭在使用方面具有一定的局限性。

国内外的很多研究表明，通过对活性炭进行表面改性，可提高其对特定物质的吸附能力，活性炭的改性由此成为热点。

从化学改性、物理改性、微生物改性等三大方面综述了国内外活性炭的改性技术，概括了不同改性方法的特性，并比较了不同改性技术改性前后对水中特定吸附质吸附性能的差异，为活性炭的改性研究提供参考和依据。

关键词活性炭改性；化学改性；物理改性；微生物改性中图分类号S181.3文献标识码A文章编号0517-6611（2014）09-02712-04基金项目福建省环保科技计划项目（2013R006）；集美大学创新团队基金（2010A007）；福建省科技计划项目资助（2010Y3011）。

作者简介杨四娥（1988-），女，云南大理人，硕士研究生，研究方向：环境污水处理。

*通讯作者，副教授，博士，从事环境化学研究。

活性炭是经过特殊工艺加工而成的无定形碳，具有高度发达的孔隙结构、巨大的比表面积、多变的表面化学特征以及较高的表面活性[1-2]。

据报道，世界活性炭年均消费量大约为27 5000 t[3]，多作为吸附剂应用于环境中污染物的去除[4]。

此外，活性炭可作为催化剂载体[5]、电极材料[6]，还可用于分离、浓缩和脱色[7]等。

活性炭的吸附性能由其表面物理、化学性质[8]共同决定。

物理性质包括比表面积和孔隙结构，影响活性炭的吸附容量；化学性质，主要由表面官能团的种类和数量决定，影响活性炭与极性或非极性吸附质之间的相互作用。

而活性炭的物理、化学性质与原材料、生产工艺（活化技术）、后处理技术（改性技术）等[8]密切相关。

商业活性炭即为一定生产原料经过特殊工艺加工而得的成品活性炭，其吸附性能势必受到原料和生产工艺的制约。

活性炭的再生及改性进展研究【摘要】活性炭是一种广泛应用于环境保护领域的材料，但在使用过程中会逐渐失去吸附性能，因此再生和改性技术变得尤为重要。

本文分析了目前活性炭再生技术的研究现状，包括热再生、物化学再生等方法，并讨论了活性炭再生对环境保护的重要性。

本文还介绍了改性活性炭的制备方法以及其在环境保护中的应用，其中包括改性活性炭对重金属离子、有机物等的吸附性能。

本文探讨了活性炭再生及改性研究面临的挑战，并展望了其在环境保护等领域的广阔应用前景。

活性炭的再生及改性研究将有助于提高其吸附性能，推动其在环境保护领域的更广泛应用。

【关键词】活性炭、再生技术、改性活性炭、环境保护、应用前景、挑战、研究进展1. 引言1.1 活性炭的再生及改性进展研究本文将探讨活性炭的再生技术，研究活性炭再生方法的最新进展，探讨改性活性炭的制备方法以及其在环境保护中的应用情况。

对活性炭再生及改性研究的挑战与展望进行分析和探讨，以期为今后的研究提供参考和启示。

通过对活性炭的再生及改性研究，我们可以更好地利用这一重要的吸附材料，从而在环境保护等领域中发挥更大的作用。

活性炭的再生及改性研究虽然存在一定的挑战，但在环境保护等领域具有广阔的应用前景。

2. 正文2.1 活性炭的再生技术活性炭的再生技术主要包括物理法、化学法和生物法。

物理法是指利用热解吸附法或蒸汽再生法，通过加热或蒸汽处理来去除活性炭表面吸附的废水中的有机物质。

化学法则是采用化学脱附法，利用化学溶液洗涤或氧化反应来去除吸附在活性炭表面的废水有机物。

生物法是利用微生物降解废水中有机物质，将其转化为无害物质。

在实际应用中，采用不同的再生技术取决于活性炭的使用情况和污染物种类。

物理法适用于吸附物量较少、质量易释放的有机物质；化学法适用于吸附容量较大的有机物质；生物法则适用于废水中有机物质的微生物降解。

活性炭的再生技术不仅可以延长其使用寿命，减少废物产生，还可以降低再生成本，对环境保护具有积极意义。