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活性炭表面的微孔直徑大多在2～50nm之間，即使是少量的活性炭，也有巨大的表面積，每克活性炭的表面積為500~1500m2，活性炭的一切應用，幾乎都基于活性炭的這一特點。
活性炭的孔徑分布范圍很寬，從小于1nm到數(shù)千nm，活性炭是由木質(zhì)、煤質(zhì)和石油焦等含碳的原料經(jīng)熱解、活化加工制備而成，具有發(fā)達的孔隙結構、較大的比表面積和豐富的表面化學基團，特異性吸附能力較強的炭材料的統(tǒng)稱。

活性炭的含炭量、比表面積、灰分含量及其水懸浮液的pH值皆隨活化溫度的提高而增大，活性炭中的灰分組成及其含量對炭的吸附活性有很大影響，由于活化的過程是一個微觀過程，即大量的分子碳化物表面侵蝕是點狀侵蝕，所以造成了活性炭表面具有無數(shù)細小孔隙，即使溫度高達2000℃以上也難以轉化為石墨，這種微晶結構稱為非石墨微晶，絕大部分活性炭屬于非石墨結構。
活性炭的吸附性能與氧化活化時氣體的化學性質(zhì)及其濃度、活化溫度、活化程度、活性炭中無機物組成及其含量等因素有關，主要取決于活化氣體性質(zhì)及活化溫度。