废气处理：碱和酸对活性炭起活化的机理

活性炭的活化机理‌主要涉及物理活化和化学活化两种方法。物理活化法通常包括两步：首先在约500°C下将原料炭化，然后使用水蒸汽或二氧化碳等气体在高温下进行活化。在这个过程中，水蒸汽及二氧化碳作为温和的氧化剂，与碳材料内部的C原子结合，并以CO+H2或CO的形式逸出，从而形成孔隙结构。物理活化法虽然能耗较大、成本较高，但因其制得的活性炭无需过多的后处理步骤，且吸附效率较高，能适应不同浓度的废气处理，因此在实际生产中应用广泛。相比之下，化学活化法虽然可以提供更多的孔隙结构，但其需要的活化温度一般较低，且所需时间较短，但制得的活性炭需要除去残留的活化剂，增加了生产的复杂性‌。

在废气处理中，活性炭的吸附作用对于处理碱性废气尤为有效。例如，在处理含氢氧化钠等碱性废气时，活性炭能够吸附部分碱性物质。这种吸附作用不仅包括物理吸附，还包括化学吸附，利用活性炭的多孔结构和化学性质，有效去除废气中的污染物。活性炭的吸附容量有限，因此需要定期更换或再生，但对于高浓度废气处理可能需要多级吸附以提高效率‌。（链接：酸碱性对活性炭吸附效果的影响）

此外，活性炭的化学活化机理涉及一系列化学反应，如氢氧化钠水解脂肪产生脂肪酸和甘油，以及纤维素和蛋白质的水解。这些反应有助于在碳化前进行准备，最终从生物质中分离出有用的低分子产物。活性炭因其微晶结构中的微孔、过渡孔和大孔，具有极大的内表面和比表面积，这使得它具有良好的吸附性，能够吸附废水、废气中的金属离子、有害气体、有机污染物、色素等。这些特性使得活性炭在工业上广泛应用于脱色、脱味、气体分离、溶剂回收和空气调节等领域‌。