活性炭结构特点

活性炭内部具有晶体结构和孔隙结构。活性炭是一种经特殊处理

的炭，将有机原料（果壳、煤、木材等）在隔绝空气的条件下加热，

以减少非碳成分（此过程称为炭化），然后与气体反应，表面被侵蚀，

产生微孔发达的结构（此过程称为活化）。

由于活化的过程是一个微观过程，即大量的分子碳化物表面侵蚀

是点状侵蚀，所以造成了活性炭表面具有无数细小孔隙。活性炭表面

的微孔直径大多在2～50nm之间，即使是少量的活性炭，也有巨大

的表面积，每克活性炭的表面积为500~1500m2，活性炭的一切应用，

几乎都基于活性炭的这一特点。

活性炭性质：

活性炭内部具有晶体结构和孔隙结构，活性炭表面也有一定的化

学结构。活性炭吸附性能不仅取决于活性炭的物理（孔隙）结构，而

且还取决于活性炭表面的化学结构。在活性炭制备过程中，炭化阶段

形成的芳香片的边缘化学键断裂形成具有未成对电子的边缘碳原子。

这些边缘碳原子具有未饱和的化学键，能与诸如氧、氢、氮和硫

等杂环原子反应形成不同的表面基团，这些表面基团的存在毫无疑问

地影响到活性炭的吸附性能。X射线研究表明，这些杂环原子与碳原

子结合在芳香片的边缘，产生含氧、含氢和含氮表面化合物。当这些

边缘成为主要的吸附表面时，这些表面化合物就改变了活性炭的表面

特征和表面性质。

活性炭表面基团分为酸性、碱性和中性3种。酸性表面官能团有

羰基、羧基、内酯基、羟基、醚、苯酚等，可促进活性炭对碱性物质

的吸附；碱性表面官能团主要有吡喃酮（环酮）及其衍生物，可促进

活性炭对酸性物质的吸附。