我国煤炭的储量丰富、种类齐全,是重要的基础能源和化工原料。以煤为碳源定向合成结构可控的煤基活性炭材料,对于实现煤炭高附加值产品的增值利用具有重要意义。KOH活化法是目前应用最广泛的高比表面积活性炭的制备方法,然而,由于反应过程十分复杂,煤质特性和制备参数对KOH活化制备活性炭的孔隙结构调控及NO吸附的影响机制尚不明确。另外,对于活性炭应用过程中氧化自燃现象的临界条件和反应机理还缺乏深入的研究。因此本文针对煤基活性炭孔隙结构定向调控强化NO吸附、热解活化反应动力学机理以及煤基活性炭抗氧化自燃特性优化的这三个关键问题展开研究,基于煤质特性和制备参数对孔隙结构和NO吸附性能的调控机理,建立了煤基活性炭针对NO吸附的制-构-效关系,揭示了KOH活化制备煤基活性炭的热解反应动力学参数,并阐明了石墨化程度和孔隙结构对煤基活性炭氧化自燃特性的影响机制,为煤基活性炭的孔隙定向调控、污染物高效吸附脱除及安全使用提供了理论基础。首先,通过对制备过程中原料、活化参数和工艺反应条件的协同调控,考察了煤质特性和工艺参数对于孔隙形成的规律影响。最终得到以芦草泉煤为前驱体制备过程的最优孔隙结构的工艺制备参数条件为:干混法混合、碱煤比2/1、氮气流量100 ml/min、热解终温为837.01 ℃、升温速率为13.84 ℃/min、停留时间为84.45 min。基于此,通过煤质参数调控,得到了挥发分和灰分的影响规律。同时,考察孔隙结构对于NO吸附的影响机制,得到6-10（?）和>50（?）范围的孔隙分布是影响NO吸附的主要因素（灰色关联度系数为0.8以上）,为KOH活化制备煤基活性炭的结构调控及NO吸附强化提供了理论基础。其次,研究了煤质特性对KOH活化制备活性炭的热解过程特征温度及阶段特性的影响。通过多种动力学分析模型结合求解的方式,得到较为准确的热解动力学三因子。其中,第一失重峰阶段（100 ℃³00 ℃）的主要反应控制机理函数以三维扩散Z-L-T方程为主,反应活化能在70¹40 kJ/mol;第二失重峰阶段（300℃⁵00 ℃）的主要反应控制机理为三维扩散方程和Avrami-Erofeev方程（n=3/2）,反应活化能在100²00 kJ/mol,;第三失重峰阶段（600 ℃以上）的反应控制机理则以Avrami-Erofeev方程为主,反应活化能在200⁴00 kJ/mol。通过比较不同反应阶段的反应活化能对煤质参数变化的响应特性,提出了煤质参数对于热解过程的影响机理,为进一步阐明热解过程的活化反应机理提供了热力学依据。最后,研究了石墨化程度和孔隙结构对于煤基活性炭氧化自燃特性的影响机制。通过对孔隙结构差异显著活性炭以及不同石墨化程度活性炭的氧化自燃过程进行热解动力学分析,得到其变化规律及阶段特征。其中,不同煤基活性炭氧化自燃过程的主要反应控制机理函数以反应级数方程为主,反应活化能在150²40kJ/mol;未经FeCl₃掺杂的样品活化能普遍在150 kJ/mol左右,掺杂25%FeCl₃的样品可以达到225 kJ/mol,且随着FeCl₃的掺杂比例提高而增加到230²40 kJ/mol。另外,发现活性炭的分形维数、石墨化度与反应吸热量及活化能之间存在线性相关关系,得到6-8（?）和10-15（?）范围的孔隙分布是影响氧化自燃活化能的主要因素,为煤基活性炭结构调控协同强化吸附性能和抗氧化自燃性能提供一种可行的方案。