常規水處理中，使用的活性炭雖然能去除一定的有機物、臭味和重金屬離子，但效果并不十分理想。因此，人們通過對活性炭表面進行化學改性來提高其能力。表面化學改性活性炭是改性活性炭的一種，它通過改變活性炭的表面性質來改善其吸附去除能力的。研究表明，表面化學改性活性炭能較好地去除水中的各種有害物質，在我國水處理中將發揮越來越大的作用。
    1．表面化學改性活性炭活性炭之所以具有很強的吸附性能，主要原因之一是其表面化學特性，是活性炭的表面化學性質決定了其化學吸附特性。活性炭材料的吸附表面化學性質改性，就是通過一定的方法改善活性炭材料吸附表面的官能團及其周邊氛圍的構造，使其成為特定吸附過程中的活性點，從而可以控制其親水／疏水性能以及與金屬或金屬氧化物的結合能力。活性炭材料表面化學組成的不同，會對活性炭材料的酸堿性、潤濕性、吸附選擇性、催化特性等產生影響。活性炭材料吸附表面化學性質的改性，可以通過表面氧化改性、表面還原改性以及負載金屬改性等進行。
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    (1)表面氧化改性。表面氧化改性是指利用合適的氧化劑，在適當的溫度下，對活性炭材料表面的官能團進行氧化處理，從而提高材料表面含氧官能團的含量，增強材料表面的親水性。常用的氧化劑主要有HN03、HC103和H2 02等。通過氧化改性的活性炭材料，其表面的幾何形狀變得更加均一。
    不同的氧化劑處理后，含氧官能團的數量和種類不同，氧化程度越高，含氧官能團越多。氧化處理可以改變活性炭的孔隙結構，使比表面積、容積降低，孔隙變寬。而氧化處理在活性炭表面增加的羧基等酸性基團，也可通過高溫處理被去除，而且不影響由氧化引起的微孔變化。
    (2)表面還原改性。表面還原改性主要是通過還原劑在適當的溫度下，對活性炭表面的官能團進行改性，從而提高含氧堿性基團的含量，以增強表面的非極性。常用的還原劑有H2、N2和NaOH等。在水處理過程中，由于經過還原改性的活性炭表面堿性含氧基團大量增加，所以在一定程度上有助于對某些污染物質，特別是有機物的吸附。
    (3)負載金屬改性。負載金屬改性是通過活性炭的還原性和吸附性，使金屬離子在活性炭的表面優先吸附，再利用活性炭的還原性，將金屬離子還原成單質或低價態的離子，通過金屬離子或金屬與被吸附物之間較強的結合力，從而增加活性炭對被吸附物的吸附性能。
    目前，常用的負載金屬離子包括銅離子、鐵離子等。活性炭表面存在金屬，還可以降低再生溫度和提高活性炭的再生效率。而且，活性炭材料作為催化劑載體，由于可以燃燒完全，可使金屬的回收成本很低，同時也不會造成二次污染。
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