活性炭基本性质

活性炭的结构是由六角形的碳原子平面层组成，这些平面层构成了活性炭的基本微晶（即石墨微晶）结构，每个基本微晶含有3-4个平行的碳原子平面层，六角网状平面中碳原子间距为0.142nm，层间距为0.3354nm。

这种结构注定活性炭具有发达孔结构。无定形炭的结构，是由多层平行的碳网平面组成的微晶群和其它未组成平行层的单个网状平面以及无规则炭三部分组成。由于含碳物质的组成和性质不同，在高温下形成“乱层结构”和“无序结构”的情况也不同，所以并不是所有的含碳物质都可以形成具有活性炭结构的多孔物质。

活性炭孔形状有毛细管状、墨水瓶形、V形等。孔径大小分布很宽，根据Dubinin提出并为国际理论与应用化学协会（IUPAC）采纳的分类法，孔径r＜2nm为微孔，2＜r＜50nm为中孔，r＞50nm为大孔。不同的孔具有不同的吸附机理，微孔是活性炭中吸附质分子的通道，通过它吸附质才能进入到吸附表面，分子运动的通道是否通畅对吸附速度影响较大；中孔既是吸附质分子的通道，支配着吸附速度，又在一定相对压力下发生毛细凝结，有些不能进入微孔的分子则在这里被吸附，所以需要较大孔对大分子的吸附有重要作用。

活性炭的吸附特性不仅与它的孔结构有关，而且和自身化学组成和表面官能团也有密切关系。活性炭的主要成分是碳，其表面整体呈现非极性。活性炭中除了石墨微晶平面层边缘的碳原子外，在微晶平面层上存在着不成对电子构成了活性炭的活性位，位于表面活性位上的碳原子因具有不饱和键而趋于化学吸附并吸附了其他的元素（如O，H，N等）生成了表面络合物，致使活性炭表面又表现为极性。活性炭表面较常见的官能团有：羧基、酚羟基和醌型羰基。此外，还发现有醚、酯、二羧酸酐、环状过氧化物等。而原材料和活化方式是影响活性炭中有机官能团种类和含量的两个重要因素。充分了解活性炭中官能团状况，为进一步提高活性炭性能奠定基础。