生物炭是一种低成本、高碳含量的材料，通常由各种废弃生物质（污泥/粪便、餐厨垃圾和农林废弃物）在缺氧或高压条件下热解而产生。 具有较大的比表面积、较高的孔隙率、长期稳定性和丰富的官能团。
常用于以下方面： 1、提高土地肥力； 2.减少温室气体排放； 3、降低土壤中重金属元素和有机污染物的溶解度； 4.催化降解新兴污染物和微生物污染物。 近年来，生物炭因其环境友好、经济以及与活性炭相似的物理和化学特性而受到广泛关注。
大多数研究希望用生物炭代替昂贵的活性炭作为催化剂或载体来处理废水和气体并促进脂质合成。 生物炭的特殊性质也使其在缓解气候变化、进行废物管理、促进作物生长、恢复污染水体、土壤和空气等方面做出了巨大贡献。
尽管生物炭的各种功能已在一些领域得到证实，但由于其处理效率和稳定性低于活性炭，其应用仍然受到很大限制。 因此，研究人员开发了不同的活化技术，以最大限度地提高其催化效率和稳定性
目前常见的活化方法分为物理方法和化学方法，包括酸活化、碱活化、等离子体活化、金属离子浸渍和气体活化。 酸活化方法有磷酸活化、磺化、硝酸活化和弱酸过氧化氢活化。 .酸活性
碱活化主要影响生物炭的比表面积、孔径、孔容以及新官能团的引入。 碱活化包括氢氧化钾活化、氢氧化钠活化和氨活化。 氢氧化钾活化可同时增加生物炭的比表面积并引入不同类型的含氧基团； 氢氧化钠活化可以增大生物炭的孔径，增加中孔的比例；
氨活化是在生物炭表面引入氨基的主要方法。 等离子体活化对于增加生物炭表面的含氧官能团具有积极作用。 金属浸渍的目的是增加生物炭的比表面积并连接浸渍的金属离子。 生物炭表面为催化剂提供催化活性位点，增强催化活性。 气体活化包括空气活化、蒸汽活化、臭氧活化和二氧化碳活化。 气体活化不仅增大了孔径，还提高了生物炭的比表面积。 它对孔体积有积极的影响，可以显着增加生物炭的酸性和极性官能团。
生物炭合成的原料在自然界非常丰富，如玉米秆、落叶、餐厨垃圾、牲畜粪便和污泥等。 生物质的主要成分是三种糖：纤维素、半纤维素和木质素。 由于纤维半纤维素、半纤维素和木质素具有不同的物质结构（晶体结构和支链），因此在相同的合成温度下，不同半纤维素、纤维素和木质素含量的生物质会产生不同物理和化学性质的生物质。 由于纤维素、半纤维素和木质素也表现出不同的热响应，因此研究人员在热解不同生物质时常常控制温度以获得具有相同物理和化学性质的生物炭。 例如，魏四爷在研究不同材料对生物炭性能的影响时发现，普通生物质基生物炭（稻草、玉米秸秆和猪粪）的比表面积主要来自于孔径小于10nm，而污泥基生物炭来自介孔（2~50nm）。通过调节热解温度，两种材料制备的生物炭可以具有相似的比表面积。
一般情况下，随着温度升高，生物炭中的各种官能团逐渐脱落，导致生物炭中氢、氮、氧等元素含量下降，而芳构化度、固定碳含量、比表面积、孔容和灰分等。内容呈上升趋势。 在研究生物质在不同温度下的热解时发现，随着温度的升高，生物质中微晶纤维素的转化可分为五个阶段：原料炭、过渡炭、无定形炭、复合炭和涡轮层炭（图2）。 以秸秆为合成原料，在500~700℃时可获得较高的成炭率和较好的比表面积和孔径； 如果温度继续升高，挥发物热裂解形成的积炭会对积炭产生负面影响。 有机盐挥发造成的孔隙堵塞作用和碳骨架的塌陷都会降低
生物炭的比表面积和孔径。
可见，炭化温度对调节生物炭的比表面积和孔径有很大的贡献，但过高的制备温度带来的副作用可能会抵消这种有利的贡献。
磷酸腐蚀会在炭中产生大量孔隙]因此，提高磷酸浓度和温度有利于生物炭介孔和大孔结构的生成。 另一方面，部分碳被磷酸氧化，在孔的表面和内部形成新的官能团。据研究，磷酸在中温活化条件（400~600）℃下的活化将导致新官能团的形成，例如C-O-PO3和C-PO3 [30]； 赵等人。 等人在研究磷酸对低温生物炭的活化（300℃）时发现，磷酸的加入导致碳元素含量增加，氧元素含量减少，这表明：磷酸活化有利于生物炭芳构化程度的提高。 总之，磷酸活化不仅向生物炭引入含磷基团，提高了生物炭的碳化程度，还可以通过溶胀分离纤维素以增加孔隙率。
过氧化氢是一种极弱的酸，常用作氧化剂、消毒剂和脱色剂。 过氧化氢的化学性质极其不稳定，会自发分解或在催化剂存在下分解产生水和氧气。 过氧化氢可以与多种过渡金属发生芬顿反应和类芬顿反应，因此催化过氧化氢产生自由基，在空气污染和水处理中降解污染物
广泛用于污染治理。
另一方面，过氧化氢活化生物炭产生活性物种也开始引起人们的关注。 不同浓度的过氧化氢在低温下解离形成HO2-和H+，与生物炭基质发生氧化反应，从而提高生物活性。 碳的比表面积。 此外，过氧化氢活化还可以增加生物炭表面羧基、内酯和羟基的数量（图7）。 羟基的数量会随着过氧化氢浓度的增加而线性增加。 [45-46]。 当邹等人。 研究了过氧化氢活化的热液生物炭对铜离子的吸附，他们发现过氧化氢的添加有利于生物炭表面羧基的生成，从而大大提高了生物炭的效率。 对铜离子的吸附能力。 此外，韩等人。 等研究过氧化氢活化热液生物炭对铀离子的吸附去除，发现过氧化氢活化产生的大量含氧基团（羧基和羟基）也是铀离子。 离子提供了大量的吸附位点。 一些研究还表明，单次过氧化氢活化引起的变化主要发生在碳的表面，对孔隙率等整体性能没有显着影响。 然而，如果将过氧化氢活化后对生物质进行热处理，吸附在表面的过氧化氢就会热分解产生水蒸气和氧气，从而增加生物炭的孔径和比表面积。
通过综述酸活化、碱活化、气体活化、等离子体活化和金属浸渍五种生物炭活化技术，以及活化生物炭在催化过程中的增强吸附和催化降解效果，发现为了增强比表面生物炭的面积和孔径这可以增加炭的吸附能力，碱活化具有非常积极的意义；
酸活化往往会给生物炭提供更多的官能团，从而增加生物炭表面的酸性位点和持久性官能团的含量； 而气体活化不仅增加了生物炭的比表面积和孔径，还在生物炭表面引入了不同的因子。 各类官能团，从而增强碳在催化过程中的吸附能力和催化降解能力； 金属浸渍可以对增加生物炭的表面活性位点、改善生物炭的比表面积、孔径等理化性能做出积极的贡献； 等离子体作为一种高能物理活化方法，活化可以通过改变载气类型引入不同元素类型的官能团来增强生物炭的吸附能力。