活性炭的表面化学特性

吸附行为依赖于吸附剂的表面化学特性.活性炭表面的异相性决定其吸附性能。造成活性炭表面异相性的一个重要因素就是含氧基团，含氧基团尽管相对数量较少，却影响表面酸性、极性、疏水性和表面电荷等表面性能。炭表面不同含氧官能团的存在会降低吸附能力，这是因为水会通过氢键与这些官能团结合。而且含氧表面官能团数量的增加会增加炭表面的极性，因此，这样被吸附的水簇会阻塞碳孔，阻碍污染物接近炭表面的疏水区域，降低污染物和炭表面之间的相互作用能，阻碍污染物接近微孔。表面氧化物的消极影响也是由于类石墨层电子～键的消耗，导致相互作用的范德华力的降低，也降低了酚类的氧化聚合。此外，由羰基基团组成的表面氧化物增强了对苯酚、萘等芳香族溶质的吸附。

活化工艺不同，活性炭的表面特性也不同。化学活化活性炭表面疏水性略弱，带更多的负电荷。活性炭的化学处理增加了酸性表面官能团的数量，而活性炭的热处理导致酸性表面官能团数量的减。经热处理的活性炭的吸附能力相对高于化学处理的活性炭的吸附能力。化学活化造成的氧化性表面降低了活性炭对简单芳香族化合物的吸引力，过度氧化导致对苯酚、硝基苯、苯及苯磺酸吸附量的大幅下降。官能团的形成也取决于活化温度。例如，苯酚和内酯官能团是在达到400℃活化温度下产生的。