活性炭的吸附可分为物理吸附和化学吸附。物理吸附主要发生在活性炭丰富的微孔中，用于去除水和空气中杂质，这些杂质的分子直径必须小于活性炭的孔径。不同的原材料和加工工艺造成活性炭不同的微孔结构、比表面积和孔径，适用于不同的需求。活性炭不仅含有碳元素，在其表面含有官能团，与被吸附的物质发生化学反应，从而与被吸附物质常发生在活性炭的表面。介质中的杂质通过物理吸附和化学吸附不断进入活性炭的多孔结构中，使活性炭吸附饱和、吸附效果下降。吸附饱和后的活性炭需要进行活化再生，恢复其吸附能力，重复使用。评价活性炭的吸附性能指标主要有亚甲蓝值、碘值和焦糖吸附值等，吸附容量越大，吸附效果越好。
活性炭可应用于空气净化和给水、废水处理，用来分离或收集空气和水介质中的杂质。颗粒活性炭和粉末炭作用相同，均可用于水处理。颗粒炭不易流失，可再生重复使用，用于污染较轻，需连续运行的水处理工艺。粉末炭不易回收，一般为一次性使用，用于间歇的污染较严重的水处理工艺。给水处理的颗料活性炭一般微孔和中孔发达，应符合三项要求：吸附容量大、吸附速度快、机械强度好。粉末活性炭要求除具备以上特点外，粒度越小吸附效果越好。
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