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活性炭被广泛用作废水的吸附剂，超过90%的城市废水处理厂以活性炭为处理工艺的核心。可以由碳质材料分两步制成活性炭。首先，含碳物质将在惰性气氛中进行碳化，然后再活化碳化产物。碳化过程的目的是丰富碳含量，产生初始孔隙度，活化有助于扩大孔隙。
活性炭的活化方式介绍
活性炭通过这两种方法进行活化。物理活化法和化学活化法。物理活化方法也称为两步热解。物理活化涉及碳化步骤和活化步骤两个阶段。首先，将原料碳化，然后通过活化剂进行第二次活化。在物理激活过程中使用的活化剂是二氧化碳或蒸汽。物理活化过程通常在比化学活化过程更高的温度下进行。而化学活化法也称为一步热解法。化学活化开始于原料经过碳化过程之前，先将某些化学品浸入原料中。常见的化学活化剂是使用氢氧化钾(KOH)，氯化锌(ZnCl2)，磷酸(H3PO4)，硫酸(H2SO4)和氢氧化钠(NaOH)。每种化学活化剂都会影响所需活性炭的特性。最近，由于环境和经济方面的考虑，与其他化学活化剂相比，磷酸是个不错的选择。也可以碳化和活化步骤同时进行化学活化。
活化温度和酸浓度对活性炭的影响研究
分别使用不同的温度和相同的酸浓度与不同的酸浓度与相同的温度来进行活性炭的活化，来分析活性炭的产率。活性炭的产率定义为在活性化过程，洗涤和干燥之后活性炭的重量比。活化温度和酸浓度在活性炭产率中起重要作用。当活化温度从650°C增加到850°C时，由于挥发性物质随温度的升高而损失，产率降低。然而，随着浓度从25%增加到50%，活性炭的产率增加。原因是活性炭在活化过程中磷酸的存在会促进解聚。
使用电子显微镜对活化后的活性炭进行结构分析
根据观察到的活性炭微观结构来进行形态研究。图1显示了在650°C(a)和850°C(b)两种不同温度下用25%H3PO4制成的活性炭的比较。可以看出，与650℃相比，在850℃下制备的活性炭具有稍大的孔。可以得知孔体积随着活化温度的升高而逐渐增加。
图1：在不同温度和相同酸浓度下制成活性炭的结构。
经过对比分析发现图2示出了在相似的850℃温度下以两种不同的H 3 PO 4浓度，25%(a)和50%(b)制成的活性炭。结果表明，与较低浓度(25%)的H3PO4相比，使用50%H3PO4制成的活性炭的孔结构具有较大的孔。当磷酸浓度从25%增加到50%时，孔径似乎变大并且导致活性炭的比表面积进一步增加。用较低浓度的H3PO4浸渍的活性炭由小孔组成，而某些区域几乎没有孔。从该结果可以预见，用高浓度的H 3 PO 4活化剂浸渍的活性炭将形成更多的孔并具有更好的吸附可能性。根据分析确定，活化剂(H3PO4)和活化温度会影响活性炭表面的形貌特征。扫描显微镜结果显示活性炭的孔，孔和粗糙表面。然而，扫描结果显示活性炭的形状，孔和表面不均匀。
图2：在固定温度下用不同浓度磷酸制成活性炭的结构。
通过改变化学试剂(H3PO4)的浓度和碳化温度进行实验，以确定它们对活性炭质量的影响。根据电子显微镜检测了活性炭的形态和结构，其中在显微镜下，与较高浓度和较低活化温度相比，在较高活化温度下以高浓度浸渍的活性炭显示出大量孔隙并且孔尺寸较大。随着H3PO4浓度和活化温度的升高，表面积，微孔面积和孔体积都会增加。最高浓度的磷酸(50%)和高的活化温度(850°C)产生的表面积比较大，微孔面积和孔体积的指数都比较好。因此，可以得出结论，磷酸浓度以及活化温度对活性炭质量具有显着影响。
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