活性碳之分類有兩種，詳述如下：(1). 以pH 值區分：在低溫(<400°C)下被活化的L 型活性碳，特性是會吸附OH- 離子而不吸附H+ 離子的活性碳，在750°C 以上被活化的H 型活性碳，僅會吸附H+ 離子是其特性；(2).以應用領域區分：用於各種廢氣、有機溶劑揮發氣體及各種臭味吸附之氣體吸著用活性碳，以及用於清潔劑、化學藥品、脫色、重金屬等液體吸附之液體吸著用活性碳。活性碳纖維一般以原料分類，包括聚丙烯(PAN)系活性碳纖維、嫘縈(Rayon)系活性碳纖維、瀝青(Pitch)系活性碳纖維、酚醛(Phenolformaldehyde )系活性碳纖維、木質素(Lignin)系活性碳纖維、聚二氯乙烯(Saran)系活性碳纖維。
表一、各種活性碳性能比較
活性碳纖維的製備方法和流程
活性碳纖維的生產是將有機前驅體纖維在溫度200~400°C 空氣中進行穩定化（或不融化）處理，隨後再於惰性氣體中進行碳化後再活化。常用的活化方法主要是CO2或水蒸汽的物理活化法，以及使用ZnCl2 、H3PO 、H2PO4 、KOH 的化學活化法。
物理活化法使用溫度範圍為800~1,000°C ，造孔一般可分為3 階段，第1 階段：打開封閉微孔→孔洞體積、比表面積明顯增加；第2 階段： 微孔擴張→ 活化達約50% Burn Off ，有孔隙度最大值；第3 階段：孔壁相互穿通。化學活化法使用的活化藥劑(Activation Agent)可抑制焦油生成，經由這種方式，活性碳的製造可將碳化、活化合併為一道工程，而孔洞則會在無機化學藥劑附近形成，兩者差異如表二所示。
表二、物理及化學活化法比較
目前主要的活化方法有物理活化法、化學活化法、物理/ 化學聯合活化法和其他活化法，如微波加熱等。以微波加熱製備活性碳為例，影響活性碳性能的最大因素是微波功率和微波加熱時間。近年有研究微波功率和微波加熱時間對活性碳性能的影響，但仍處於實驗室研究階段，也較少進行放大性的實驗研究。然而微波加熱具有加熱速度快、熱效率高、易於自動化控制及可以改善材料性能等優點，在活性碳製備中也逐漸受到重視。
活性碳的特徵
1. 活性碳的結構
活性碳纖維是一種典型的微孔碳(MPAC)，被認為是“超微粒子、表面不規則的構造及極狹小空間的組合”，有一定的比例和多量的微孔， 其直徑為10~30µm 。其孔隙直接開口於纖維表面，超微粒子以各種方式結合在一起，形成豐富的奈米空間，這些形成的空間大小與超微粒子處於同一個數量級，從而造就了較大的比表面積，也由於含有許多的不規則結構- 雜環結構或含有表面官能團的微結構，具有極大的表面能，造就了微孔上孔壁分子共同運作形成強大的分子場，提供了一個吸附態分子物理和化學變化的高壓體系，使得吸附質到達吸附位元的擴散路徑比活性碳短、驅動力大且孔徑分布集中，也就是造成活性碳纖維之比表面積比活性碳之比表面積大，活性碳纖維吸/ 脫附速率快、吸附效率高的主要原因。
(3)溫度的影響
對物理吸附而言，吸附量會隨溫度的升高而下降。在固定溫度下，吸附量通常和相對壓力P/P0 有關。其中， P 是系統中吸附質的分壓，而P0 則是該吸附質之飽和蒸汽壓。當P/P0 接近0.1 時，吸附量通常已達單層覆蓋；若P/P0 值繼續增加，將造成多層吸附；而當P/P0 = 1 時，則活性碳已被吸附質完全覆蓋。對化學吸附而言，在高溫時較易發生，低溫時要達到吸附平衡，所需的時間可能很長。
2. 孔隙結構控制
活性碳孔結構可分為微孔(r < 2 nm)、中孔(2 < r < 50 nm)和大孔(r > 50 nm)。活性碳纖維表面的孔洞主要是由亂層結構碳和石墨微晶形成的微孔，微孔的大量存在使活性碳纖維的表面積……以上內容為重點摘錄，如欲詳全文請見原文
作者：詹玉燕、張孝全 / 工研院材化所
★ 本文節錄自「工業材料雜誌309期」，更多資料請見：https://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=10576