炭黑表面的官能团是影响炭黑活性的关键因素，它对炭黑的理化性质有着决定的作用。在这些官能团中，含氧官能团是表面改性的关键。氧化法改性是在适当的反应条件下，炭黑在氧化剂中氧化处理，从而提高其表面含氧官能团如－ＣＯＯＨ、－ＯＨ、Ｃ＝０、内酷基、龄和礎等的含量，从而増强其表面极性和亲水性。氧化剂的品种、氧化反应时间和湿度Ｗ及炭黑的本身的性质如：比表面积和粒径等因素影响了炭黑能氧化到何种程度，Ｗ及表面能产生哪些官能团。按氧化程度可分为轻度氧化和重度氧化。轻度氧化一般发生在常温状态下的液相氧化剂或气相氧化剂中，通常只有炭黑的表面发生了氧化反应；当氧化反应的温度提高，或者改用氧化性较强的氧化剂后，炭黑可Ｗ发生重度氧化反应。重度氧化时氧化剂渗透到炭黑内部与之反应，炭黑的孔体积会变大，比表面积增加。炭黑的氧化方法可Ｗ分为液相氧化、气相氧化、物理氧化法和催化氧化四种。

１气相巧化法

气相氧化法是目前最常见的方法，主要是空气、氧气、二氧化碳、臭氧、氮氧化物等为氧化剂，在一定的温度下与炭黑进行接触反应。随着氧化时间的越来越长，炭黑表面会生成越来越多的含氧官能团，炭黑由非极性变成极性，在极性基质中的分散

性变好。在气相氧化剂中，臭氧有来源方便，污染小等优点，因此在目前的工业化制备色素炭黑中广泛使用。按照工艺条件的不同，臭氧氧化法可分间歇式海合器氧化和连续式流化床氧化两种。

１）漏合器氧化

混合器氧化是Ｗ间歇式的海合器作为反应器，在反应器内通入臭氧，对炭黑进行氧化。工艺流程如下：粉状炭黑经微米粉碎机之后，由供料冢定量送至混合器中，在混合器中进行揽拌混合，同时将臭氧从上中下各部位通入混合器中，与炭黑进行充分的反应。

反应结束后切断臭氧，将炭黑从混合器的底部放出。臭氧尾气经脉冲袋滤器过滤炭黑粉尘后，进入臭氧破坏器分解成氧气，最后排放至大气中。

２）流化床氧化

流化床是炭黑氧化工业领域内使用最广泛的设备。该法的特点是炭黑的进料、氧化、出料是一个连续的过程，可Ｗ实现自动控制，节省了人力。工艺流程如下：由反应炉生成的粉状炭黑经过干燥、筛选后，通过绞龙输送至流化床内。由臭氧发生器产生的臭氧从流化床的底部通入，将流化床内炭黑流态化的同时进行氧化反应。经过氧化的炭黑从流化床顶部排出，进到成品罐进行收集。臭氧尾气经脉冲袋滤器过滤炭黑粉尘后，进入臭氧破坏器高温分解成氧气，最后排放至大气中。

臭氧氧化的关键技术是流化床反应器的设计，因为炭黑的一些独有的性质，使得流化反应的进出料比较困难。如何能使流化床反应器更加的高效、可靠，一直是阻碍氧化炭黑生产企业发展的关键问题。臭氧制备过程要消耗大量电能是臭氧氧化法的缺点，致使过程经济效益受到影响

液相氧化法

液相氧化法也称为化学氧化法，此法是在上世纪开始广泛使用，目前也是生产高端后处理氧化炭黑的用的最多的方法液相氧化法使用的氧化剂主要是硝酸、过氧化氨、过硫酸锭、高猛酸钟等氧化性比较强的液体。液相氧化的氧化程度比较高，炭黑的表面含氧官能团会有大幅的增加。当然，使用不同的液相氧化剂及氧化工艺，炭黑的氧化效果也会有很大的差异。从环保和经济性考虑，工业上用的最多的液相氧化剂有硝酸、漠水、过氧化氨等。

１）硝酸氧化

硝酸氧化在氧化炭黑工业发展之初是用的最多的方法，因为它在所有的氧化方法中是氧化效率最高的。按照硝酸的浓度的不同，硝酸氧化可Ｗ分为轻度和重度氧化两种。硝酸轻度氧化：最佳工艺条件：将需要氧化的炭黑用０．５％？５％硝酸水溶液造粒，温度控制在９０°Ｃ。送种方法对环境的污染很严重，因为在干燥那些湿粒子时，会挥散出大量的氮氧化合物。工业上为了降低污染，把干燥机内挥发出来的含有氮氧化合物的气体吹入粉炭罐内，使炭黑在造粒之前预先氧化，既节约了硝酸的用量，又减少了环境污染。

硝酸重度氧化：一般是用浓度为１０％－６０％的硝酸，在６０－１００°Ｃ下氧化１？４小时。经过氧化的炭黑要用水反复漂洗，直至没有硝酸根为止。然后，再在６０°Ｃ真空下干燥。为了能氧化的更完全，炭黑要被硝酸全部浸润。通常情况下，炭黑与硝酸溶液的重量比例在１；３至１；７之间。

２）商水氧化

面水氧化一般是将炭黑加入到面水（Ｃｌ２、Ｂｒ２）溶液中，磁拌２４－４８小时，然后过滤，清洗残留面水溶液后烘干。过氧化氨氧化法、因水氧化法与其他液相氧化剂氧化炭黑的工艺是相似的，区别只在于氧化剂的不同。

上述所有液相氧化法虽然氧化效果很好，炭黑的表面含氧基团大量增加，炭黑在极性溶液中的分散性也大大地提高，但是在工业化生产中的缺点也非常明显，比如成本偏高、效率低下、工艺过程又相对复杂。特别是氧化后的炭黑需要用大量的水来洗冻，环境污染严重，因而这些方法基本上己被淘汰。

１．３．３气相傕化氧化法

气相催化氧化法是指在催化剂的作用下，炭黑在气相中氧化的方法。据文献ｔｉｇｉ报道，在２５０°Ｃ下，炭黑能被四氯化钦、兰氯氧饥等金属催化剂氧化，表面含氧官能团增加。可是当温度高于２５０摄氏度时，炭黑的氧化效果反而会降低。这是由于在高温作用下，炭黑表面本来己生成的含氧基团会分解成一氧化碳和二氧化碳。催化氧化法的研究还只能在实验室内进行，找到高效低耗的催化剂是关键。

１．３．４等离子体法

等离子体法Ｐｓ－ｗｉ是最近几年兴起的一种方法，经过逐步的优化和发展，目前己成为固体表面改性的有效方法。等离子体是不同于气、固、液的第四种形态，由离子、电子从及未电离的中性粒子的集合组成，整体呈中性的物质状态。巧等离子法改性炭黑主要有不影响炭黑内部结构、不受热力学平衡控制、形成的含氧官能团不易分解、对环境污染小等优点