物理法通常又稱(chēng)氣體活化法，是將已炭化處理的原料在800 ～1000℃的高溫下與水蒸氣，煙道氣（水蒸氣、CO2、N2等的混合氣）、CO或空氣等活化氣體接觸，從而進(jìn)行活化反應(yīng)的過(guò)程。物理活化法的基本工藝過(guò)程主要包括炭化、活化、除雜、破碎（球磨）、精制等工藝，制備過(guò)程清潔，液相污染少。
在制備過(guò)程中，具有氧化性的高溫活化氣體無(wú)序碳原子及雜原子首先發(fā)生反應(yīng)，使原來(lái)封閉的孔打開(kāi)，進(jìn)而基本微晶表面暴露，然后活化氣體與基本微晶表面上的碳原子繼續(xù)發(fā)生氧化反應(yīng)，使孔隙不斷擴(kuò)大。一些不穩(wěn)定的炭因氣化生成CO、CO2、H2和其他碳化合物氣體，從而產(chǎn)生新的孔隙，同時(shí)焦油和未炭化物等也被除去，終得到活性炭產(chǎn)品?；钚蕴堪l(fā)達(dá)的比表面積則源自中孔、大孔孔容的增加，形成的大孔、中孔和微孔的相互連接貫通。由于物理法工藝流程相對(duì)簡(jiǎn)單，產(chǎn)生的廢氣以CO2和水蒸氣為主，對(duì)環(huán)境污染較小，而且終得到的活性炭產(chǎn)品比表面積高、孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、應(yīng)用范圍廣，因此范圍內(nèi)的活性炭生產(chǎn)廠家中70%以上都采用物理法生產(chǎn)活性炭。炭活化過(guò)程中產(chǎn)生大量的余熱，可滿足原料烘干、余熱鍋爐制高溫蒸汽、產(chǎn)品的洗滌烘干等所需熱能。?
物理-化學(xué)活化法
（1）物理-化學(xué)一體化制備技術(shù)
物理-化學(xué)活化法顧名思義就是結(jié)合應(yīng)用物理活化和化學(xué)活化的方法，即炭先經(jīng)化學(xué)法處理，隨后再進(jìn)一步用物理法（水蒸氣或 CO2）活化。國(guó)外研究人員通過(guò)H3PO4和CO2聯(lián)合活化法制得了比表面積高達(dá)3700m2/g 的超級(jí)活性炭，具體步驟是在85℃下先用H3PO4浸泡木質(zhì)原料，經(jīng)450℃炭化4h后再用CO2活化。將物理法和化學(xué)法聯(lián)合，利用物理法的炭化尾氣為化學(xué)法生產(chǎn)供熱，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程無(wú)燃煤消耗，同時(shí)得到物理法活性炭和化學(xué)法活性炭。?
（2）微波輔助化學(xué)活化
由于在活性炭制備過(guò)程中，傳統(tǒng)的爐膛加熱存在耗工、耗時(shí)且物料受熱不均的缺點(diǎn)，因此微波的引入可以實(shí)現(xiàn)物料內(nèi)部均勻加熱，同時(shí)可方便地快速啟動(dòng)和停止，耗時(shí)比傳統(tǒng)工藝短得多。因此，微波輔助化學(xué)活化可以顯著縮短生產(chǎn)時(shí)間，從而大地提高生產(chǎn)效率，亦可降低環(huán)境污染。通常的磷酸法、氯化鋅法和氫氧化鉀活化法均可采用微波加熱，而且研究表明微波加熱法亦可得到高性能的活性炭，尤其適用于KOH活化法制備超級(jí)電容活性炭。然而微波加熱制備活性炭仍處于實(shí)驗(yàn)階段，主要原因是設(shè)備投資大，能耗高。?
（3）催化活化
金屬類(lèi)催化劑在含碳原料表面可形成活性點(diǎn)，降低炭與水或CO2的反應(yīng)活化能，從而降低活化溫度，提高反應(yīng)速率，形成發(fā)達(dá)的孔隙，同時(shí)，金屬顆粒移動(dòng)時(shí)也會(huì)產(chǎn)生孔道。催化劑在制備超級(jí)活性炭時(shí)可以降低活化溫度，大幅提高反應(yīng)的速率，還可使制得的活性炭孔徑分布均勻。雖然催化活化法制備活性炭具有上述諸多優(yōu)勢(shì)，但反應(yīng)速度過(guò)快可能會(huì)燒穿微孔壁面，從而破壞微孔結(jié)構(gòu)。?[2]
