活性炭改性和再生是当前最受关注的活性炭研究方向之一。目前常见的改性和再生方法能耗大、效率低,化学试剂的使用还会造成二次污染。因此,亟需探索新型廉价、绿色的改性和再生技术。低温等离子体因激发能耗低、能量密度高、氧化性强等特点,引起了学者的广泛关注。但目前主要采用纯氧或者空气等离子处理,在大气压下存在放电稳定性差、不均匀等缺点,相比氮气,氦原子亚稳态能量较大,更容易实现均匀放电。基于此,本论文提出了氧-氦等离子体下活性炭改性方法,探究了改性条件对活性炭物化特性及有机物吸附的影响,并建立了氧-氦-水蒸气体系下低温等离子体活性炭再生方法,研究了不同体系下再生和循环再生规律。具体内容和主要结论如下:开展了氧-氦低温等离子体活性炭表面改性研究。利用自主设计搭建的低温等离子实验系统,采用氧-氦低温等离子对木质活性炭进行修饰改性,研究了注入功率、改性时间、气体流量等对改性活性炭制备效果的影响。结果表明,等离子体刻蚀使活性炭表面变得更粗糙,润湿性提高,活性炭上的毁孔和造孔同时存在,随着处理时间增加,比表面积和孔体积先增加后减少。6-15min区间,碳元素快速流失,氧元素迅速增加,活性炭表面被钝化,抗氧化性增强,为等离子体与活性炭作用的快速反应阶段。15min时,O/C比达到最大,此时,羧基和羰基相对含量分别提升58.55%和82.2%。开展了改性活性炭对有机物吸附特性和机理的研究。制备了不同气氛下的改性活性炭,优选出氧-氦为最佳反应气,研究了不同处理条件对活性炭吸附苯胺的影响,从静态和动态吸附两个方面评价了改性活性炭的吸附能力,研究了不同吸附条件下改性活性炭的吸附特性。结果表明,氧-氦低温等离子体改性后活性炭的苯胺吸附量最高提升23.5%,动态吸附柱的穿透时间增加48.1%,中性或碱性溶液更有利于活性炭吸附苯胺。改性活性炭对苯胺的吸附量与O/C比呈正相关,表面含氧官能团对苯胺吸附影响较大,羧基和氨基的氢键作用以及羰基与苯胺芳香环形成的电子给体-受体结构是改性活性炭对苯胺吸附的主要方式,吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,吸附动力学符合准二级动力学模型,标准焓值ΔH0小于零,吸附是放热且自发过程。开展了低温等离子体活性炭再生特性研究。利用低温等离子体对活性炭进行再生,考察了再生位置、再生气氛的影响,研究了氧-氦体系下水不同的耦合方式再生的特点以及再生对活性炭表面理化性质的影响。结果表明,与空气下相比,氧-氦气氛下处理的活性炭再生率从64.44%提高至85.11%。水蒸气耦合氧-氦低温等离子体处理时,羟基自由基数量增加,氧化性增强,再生率进一步提高至95.11%,十次再生率仍在80%以上,亦优于热再生方式。再生后,活性炭含氧官能团数量增多,氮元素含量减少,75.43%的氮元素结合在活性炭边缘,主要为吡咯型氮。