活性炭內(nèi)部具有晶體結(jié)構(gòu)和孔隙結(jié)構(gòu)，活性炭表面也有一定的化學(xué)結(jié)構(gòu)?；钚蕴课叫阅懿粌H取決于活性炭的物理（孔隙）結(jié)構(gòu)，而且還取決于活性炭表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)。在活性炭制備過程中，炭化階段形成的芳香片的邊緣化學(xué)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(xué)鍵，能與諸如氧、氫、氮和硫等雜環(huán)原子反應(yīng)形成不同的表面基團(tuán)，這些表面基團(tuán)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(jié)合在芳香片的邊緣，產(chǎn)生含氧、含氫和含氮表面化合物。當(dāng)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(tuán)分為酸性、堿性和中性3種。酸性表面官能團(tuán)有羰基、羧基、內(nèi)酯基、羥基、醚、苯酚等，可促進(jìn)活性炭對堿性物質(zhì)的吸附；堿性表面官能團(tuán)主要有吡喃酮（環(huán)酮）及其衍生物，可促進(jìn)活性炭對酸性物質(zhì)的吸附。[5]

化學(xué)活化法就是通過將各種含碳原料與化學(xué)藥品均勻地混合后，一定溫度下，經(jīng)歷炭化、活化、回收化學(xué)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(xué)反應(yīng)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(xué)藥品都可對原料的活化有一定的促進(jìn)作用，其中常用的活化劑為磷酸、氯化鋅和氫氧化鉀。化學(xué)活化法的活化原理還不十分清楚，一般認(rèn)為化學(xué)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?xì)浠衔锼械臍浜脱醴纸饷撾x，以H2O、CH4等小分子形式逸出，從而產(chǎn)生大量孔隙。此外，化學(xué)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(xì)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(shí)現(xiàn)了規(guī)?；?、自動化和清潔化生產(chǎn)，整體技術(shù)達(dá)到國際水平。[2]

ZnCl2在活化過程中使木質(zhì)纖維原料發(fā)生脫氫反應(yīng)并進(jìn)一步芳構(gòu)化，從而形成初步孔結(jié)構(gòu)，水洗脫除氯化鋅后即形成孔隙結(jié)構(gòu)。此外還有學(xué)者認(rèn)為氯化鋅在炭化時形成新生炭沉積的骨架，當(dāng)其被洗去之后，炭的表面便暴露出來，構(gòu)成了具有吸附力的活性炭內(nèi)表面。[2]氯化鋅活化工藝流程與磷酸活化法工藝基本相似。氯化鋅法活性炭由于其孔徑分布相對集中、吸附力強(qiáng)等特點(diǎn)，一直受到國內(nèi)外市場的青睞，需求量逐年增加。[2]

物理法通常又稱氣體活化法，是將已炭化處理的原料在800～1000℃的高溫下與水蒸氣，煙道氣（水蒸氣、CO2、N2等的混合氣）、CO或空氣等活化氣體接觸，從而進(jìn)行活化反應(yīng)的過程。物理活化法的基本工藝過程主要包括炭化、活化、除雜、破碎（球磨）、精制等工藝，制備過程清潔，液相污染少。[2]在制備過程中，具有氧化性的高溫活化氣體無序碳原子及雜原子發(fā)生反應(yīng)，使原來封閉的孔打開，進(jìn)而基本微晶表面暴露，然后活化氣體與基本微晶表面上的碳原子繼續(xù)發(fā)生氧化反應(yīng)，使孔隙不斷擴(kuò)大。一些不穩(wěn)定的炭因氣化生成CO、CO2、H2和其他碳化合物氣體，從而產(chǎn)生新的孔隙，同時焦油和未炭化物等也被除去，終得到活性炭產(chǎn)品?；钚蕴堪l(fā)達(dá)的比表面積則源自中孔、大孔孔容的增加，形成的大孔、中孔和微孔的相互連接貫通。由于物理法工藝流程相對簡單，產(chǎn)生的廢氣以CO2和水蒸氣為主，對環(huán)境污染較小，而且終得到的活性炭產(chǎn)品比表面積高、孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、應(yīng)用范圍廣，因此世界范圍內(nèi)的活性炭生產(chǎn)廠家中70%以上都采用物理法生產(chǎn)活性炭。炭活化過程中產(chǎn)生大量的余熱，可滿足原料烘干、余熱鍋爐制高溫蒸汽、產(chǎn)品的洗滌烘干等所需熱能。[2]

）微波輔助化學(xué)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(diǎn)，因此微波的引入可以實(shí)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(xué)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(shí)驗(yàn)階段，主要原因是設(shè)備投資大，能耗高。[2]

金屬類催化劑在含碳原料表面可形成活性點(diǎn)，降低炭與水或CO2的反應(yīng)活化能，從而降低活化溫度，提高反應(yīng)速率，形成發(fā)達(dá)的孔隙，同時，金屬顆粒移動時也會產(chǎn)生孔道。催化劑在制備超級活性炭時可以降低活化溫度，大幅提高反應(yīng)的速率，還可使制得的活性炭孔徑分布均勻。雖然催化活化法制備活性炭具有上述諸多優(yōu)勢，但反應(yīng)速度過快可能會燒穿微孔壁面，從而破壞微孔結(jié)構(gòu)。[2]