活性炭作为一种优质吸附剂，其应用越来越广泛，目前已广泛应用于环境保护、化学工业、食品加工、药物精制等各个领域。柱状活性炭主要是应用于气体的吸附，压块破碎活性炭主要是应用于液体的吸附。活性炭的表面官能团的种类与数量决定了活性炭的表面化学性质，而化学性质决定了活性炭的化学吸附特性。活性炭的表面官能团主要是由制备过程和后处理技术来决定。通过研究制备过程和表面改性，可以大大改善活性炭对特定吸附物质的吸附能力。本文以山西大同（DT）弱黏煤为原料，采用水蒸汽活化法制备压块破碎活性炭。以宁夏太西（TX）无烟煤为原料，添加煤焦油黏结剂，采用水蒸汽活化法制备柱状炭。考察了炭化升温速率、炭化停留时间、炭化终温、活化温度和活化烧失率等因素对煤质活性炭性能的影响。通过改变不同的后处理方式对活性炭表面化学性质进行改性，对柱状活性炭采用高温硝酸氧化改性和微波辐射改性，对压块破碎活性炭采用高温盐酸改性和热处理改性。利用傅里叶红外光谱、Zeta电位、Boehm化学滴定、元素分析、碘吸附值和亚甲蓝吸附值测定等手段，对制备过程和表面改性得到的活性炭的表面官能团含量、种类以及吸附性能的变化进行表征。本文中研究了原料煤在不同温度等级热处理加热后得到的FTIR谱图。结果表明，DT原煤含有较多的C-O-C、-CH3、-CH2-等官能团，含有少量的-OH和-COOH，TX原煤含有少量的-COO-、-OH、C-O-C与-CH2-等官能团。原煤中的侧链在450℃时分解，含氧官能团在600℃时几乎完全分解。本文研究不同制备过程工艺条件对煤质活性炭性能的影响。单因素结果表明，升温速率10℃/min、炭化终温600℃、炭化停留时间30min、活化温度980℃与烧失率50%的条件下得到的压块破碎活性炭具有较高含量的表面官能团；升温速率10℃/min、炭化终温700℃、炭化停留时间60min、活化温度980℃与烧失率60%的条件下得到的柱状活性炭具有较高含量的表面官能团。通过傅里叶红外谱图发现，压块破碎活性炭与柱状活性炭中均含有羟基和单键氧官能团，制备过程中工艺条件的改变对谱图中峰值的影响较小，说明对活性炭中官能团类别的影响不显著。本文最后重点研究了活性炭的表面改性。采用高温硝酸处理和微波辐射改性处理柱状活性炭，高温盐酸处理和热处理改性压块破碎活性炭。结果发现硝酸氧化在柱状活性炭表面增加了柱状活性炭表面-OH和C-O-C官能团，明显增加了-COO-官能团，1.5mol/L得到的活性炭表面酸性基团含量达到0.898mmol/g。高温盐酸处理增加活性炭表面含单键氧的官能团，同时增强压块破碎活性炭表面酸性，在1.5mol/L得到的活性炭表面酸性官能团达到0.301mmol/g。经过微波辐射热处理改性后的活性炭表面含氮的碱性基团增加，含氧官能团发生热分解，使得柱状活性炭表面PHpzc的值增大，840W处理得到的活性炭碱性官能团含量达到0.879mmol/g。热处理改性后活性炭碱性基团相对含量提高，800℃时碱性官能团含量达到0.684mmol/g。与传统加热方式相比，微波辐射加热具有更好的穿透性，能够使得物料受热均匀。