活性炭具有高度發(fā)達(dá)的微孔，使它具有很大的比表面積；因此，由表面現(xiàn)象所引起的吸附作用，就成為活性炭顯著的特征之一。
    活性炭的吸附作用，又分為物理吸附和化學(xué)吸附。物理吸附的作用力是范德華力。范德華力包括取向力、誘導(dǎo)力和色散力。由于范德華力的作用較弱，使物理吸附分子的結(jié)構(gòu)變化不大，接近于原氣體或液體中分子的狀態(tài)。化學(xué)吸附的作用力是較強(qiáng)的價鍵力，它具有化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)。吸附后吸附質(zhì)分子與吸附劑原子之間形成吸附化學(xué)鍵，組成表面絡(luò)合物，它與原吸附質(zhì)分子相比，由于吸附鍵的強(qiáng)烈影響，其結(jié)構(gòu)變化較大，反映活性降低很多，加快了反應(yīng)速率。
    在活性炭上的吸附，大多是可逆的物理吸附。即在一定的溫度和壓力下達(dá)到平衡的體系。在高溫低壓下，吸附質(zhì)又解析出來。也就是說，活性炭表面在吸附、解析過程中和吸附質(zhì)不產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，解析后，內(nèi)部表面又恢復(fù)到原來的狀態(tài)。活性

表1．11  活性炭與其他幾種吸附劑物理性質(zhì)比較
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┃                    ┃    吸附劑                                                                ┃
┃    物理性質(zhì)        ┃                                                                          ┃
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┃                    ┃  顆�；钚蕴�      ┃    硅膠        ┃    礬土        ┃  活性白土(粒狀)  ┃
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┃真密度／(g／cm。)   ┃    2．o～2．2    ┃    2．2～2．3  ┃    3．0～3．3  ┃    2．4～2．6    ┃
┃顆粒密度／(g／cm。) ┃    o．6～i．o    ┃    0．8～1．3  ┃    O．9～1．9  ┃    0．8～1．2    ┃
┃堆密度／(g／cm。)   ┃    o．35～o．6   ┃    0．5～O．85 ┃    0．5～1．0  ┃    O．45～0．55  ┃
┃孔隙度              ┃    o．33～o．45  ┃    0．4～0．45 ┃    0．4～0．45 ┃    0．4～0．45   ┃
┃孔隙容積／(cm。／g) ┃    o．5～1．1    ┃    0．3～0．8  ┃    0．3～0．8  ┃    0．6～0．8    ┃
┃平均孔徑／A         ┃    12～20        ┃    20～120     ┃    40～150     ┃    80～180       ┃
┃比表面積／(m。／g)  ┃    700～i500     ┃    200～600    ┃    150～350    ┃    100～250      ┃
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  注：IA=0．1nm。
合物的吸附，涉及化學(xué)鍵的形成，并非是比表面積越大越好。
    (3)具有較發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)  活性炭具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，除了活性炭分子篩以外，孔徑分布范圍較廣。因此，能吸附分子大小不同的各種物質(zhì)，但選擇性的吸附分離效果較差。吸附質(zhì)分子的大小與活性炭孔隙大小相適應(yīng)時有利于吸附，一般說來，當(dāng)活性炭的孑L隙半徑比吸附質(zhì)分子的半徑大2～4倍時，有利于吸附。
    與其他吸附劑相比，活性炭具有巨大的比表面積和特別發(fā)達(dá)的微孔。通�；钚蕴康谋缺砻娣e高達(dá)500  1700m~／g，這是活性炭吸附能力強(qiáng)、吸附容量大的主要原因。當(dāng)然，比表面積相同的炭，對同一物質(zhì)的吸附容量有時也不同，這與活性炭的內(nèi)孔結(jié)構(gòu)和分布以及表面化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。一般活性炭的微孔容積約為0·15～0·9mL／g，表面積占總表面積的95~／／oo以上；過渡孔容積約為0．02～O．1mL／g，除特殊活化方法外，表面積不超過總表面積的5％；大孔容積約為0．2～0．5mL／g，而表面積僅為0．2～0．5m2／g。在液相吸附時，吸附質(zhì)分子直徑較大，如著色成分的分子直徑多在3×10一。以上，這對微孔幾乎不起作用，吸附容量主要取決于過渡孔。
    一般過渡孔發(fā)達(dá)的活性炭有利于液相吸附，因?yàn)橐后w分子比較大，而微孔發(fā)達(dá)的活性炭，有利于氣相吸附。
    由于孔徑為納米級前后的孑L隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，因而接觸到活性炭的低濃度蒸氣，在活性炭孔隙中通過毛細(xì)凝聚而冷凝，變成液體充填在孔隙中。使用加熱、降低與活性炭接觸的氣相濃度，或者用溶劑浸漬，吸附在活性炭上的物質(zhì)便能夠發(fā)生可逆性的脫附。    ·
    (4)活性炭的表面特征  由于活化條件不同，活性炭的表面性質(zhì)也有所不同。例如，在高溫下用水蒸氣活化制得的煤基活性炭，表面多含堿性氧化物，而用氯化鋅法制得的活性炭，表面多含酸性氧化物。由于表面氧化物的性質(zhì)不同，吸附性質(zhì)也有差別。
    (5)活性炭的催化性質(zhì)  活性炭作為接觸催化劑用于各種異構(gòu)化、聚合、氧化合鹵化反應(yīng)中，也用作其他催化劑的載體。
    活性炭的催化活性是由于活性炭的表面和表面化合物以及其他物質(zhì)，特別是灰分的作用。