按照活化方法的不同，活性炭的制備主要有物理活化法、化學(xué)活化法、化學(xué)物理活化法、催化活化法和模板法等工藝，其中物理活化法、化學(xué)活化法和化學(xué)-物理活化法已經(jīng)得到了較廣泛的工業(yè)化應(yīng)用。

物理活化法

     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）、CO₂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如圖1-1所示，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。

     在制備過程中，具有氧化性的高溫活化氣體與炭發(fā)生反度，生成CO、CO₂、H₂和其他碳化合物氣體，并產(chǎn)生孔隙，同時(shí)焦油也被除去，最終得到活性炭產(chǎn)品?；钚蕴堪l(fā)達(dá)的比表面積則源自中孔、微孔孔容的增加，形成的大孔、中孔和微孔的相互連接貫通。近年來也開發(fā)出不需活化氣體的微波活化法和熱解活化法等。由于物理法工藝流程相對(duì)簡(jiǎn)單，產(chǎn)生的廢氣以CO2和水蒸氣為主，對(duì)環(huán)境污染較小，而且最終得到的活性炭產(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。炭化、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。

圖1-1 物理活化法工藝流程示意圖

      物理活化的過程中會(huì)常常添加一些金屬類催化劑，這些催化劑在含碳原料表面可形成活性點(diǎn)，降低炭與活化劑的反應(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(shí)，金屬顆粒移動(dòng)時(shí)也會(huì)產(chǎn)生孔道。催化劑在制備超級(jí)活性炭時(shí)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。例如，國內(nèi)專利以鈣為催化劑，通過催化活化法制備的活性炭孔徑集中于5～10nm，在反應(yīng)過程中炭和水之間的反應(yīng)活化能也下降了約20kJ／mol。日本專利則以過渡金屬為催化劑，用較短的反應(yīng)時(shí)間制備了比表面積約2500～3000㎡／g的活性炭。代表性的化合物主要有硝酸鐵、氫氧化鐵、磷酸鐵、溴化鐵和三氧化二鐵等。雖然催化活化法制備活性炭具有上述諸多優(yōu)勢(shì)，但反應(yīng)速度過快可能會(huì)燒穿微孔壁面，從而破壞微孔結(jié)構(gòu)