Carbonul activEste alcătuit din microcristale de grafit, carbon cu rețea unică și carbon amorf, în care microcristalele de grafit sunt partea principală a cărbunului activ. Structura microcristalină a cărbunului activ este diferită de structura microcristalină a grafitului, iar spatiul dintre straturile structurii microcristaline este între 0,34 și 0,35 nm. Chiar și la temperaturi de până la 2000 de grade Celsius, este greu de transformat în grafit, această structură microcristalină numită microcristal non-grafit, cea mai mare parte a cărbunului activ aparține structurii non-grafit. Aranjamentul microcristalelor de structuri de grafit este mai regulat și poate fi transformat în grafit după prelucrare. Structura microcristalină non-grafită oferă cărbunului activ o structură poroasă dezvoltată, care poate fi caracterizată prin distribuția orificiului. Distribuția de apertură a cărbunului activ este foarte largă, de la mai puțin de 1nm la mii de nm. Oamenii de știință au propus împărțirea aperturii cărbunului activ în trei categorii: micropori mai mici de 2nm, pori medii de 2-50nm și pori mari mai mari de 50nm.

Suprafața microporoasă a cărbunului activ reprezintă mai mult de 95% din suprafața cărbunului activ, ceea ce determină în mare măsură capacitatea de absorbție a cărbunului activ. Suprafața poroasă medie reprezintă aproximativ 5% din suprafața carbonului activ, care este nivelul de adsorbție al moleculelor mai mari care nu pot intra în micropori, producând coagulare capilară la o presiune relativă mai mare. Suprafața porilor mari nu depășește, în general, 0,5 m2 / g, doar moleculele de adsorbență ajung la micropori și găuri medii, ceea ce afectează puțin procesul de adsorbție.

De obicei, este un cărbune amorphos poros în formă de pulbere sau granulat cu o puternică capacitate de adsorbție. Carbonii în stare solidă (cum ar fi cărbunele, lemnul, coaja de fructe dure, nucleele de fructe, rășina etc.) sunt carbonizați la temperaturi ridicate de 600-900 ° C în condiții de aer izolat și apoi oxidați la 400-900 ° C cu aer, dioxid de carbon, abur de apă sau un amestec de gaze.

Carbonarea face ca substanțele în afara carbonului să fie volatile, iar activarea oxidantă poate elimina în continuare substanțele volatile rămase, producând pori noi și extinzând porii existente, îmbunătățind structura microporoasă și creștend activitatea. Carbonul activat la temperaturi scăzute (400 °C) se numește L-carbon, iar carbonul activat la temperaturi ridicate (900 °C) se numește H-carbon. Carbonul H trebuie răcit în atmosferă inertă sau se transformă în carbon L. Proprietățile de adsorbție ale cărbunului activ sunt legate de proprietățile chimice ale gazului la activarea oxidației și de concentrația sa, temperatura de activare, gradul de activare, compoziția inorganică a cărbunului activ și conținutul său și alți factori, care depind în principal de proprietățile gazului activ și temperatura de activare.

Conținutul de carbon activ, suprafața relativă, conținutul de cenușă și pH-ul suspensiei sale de apă cresc odată cu creșterea temperaturii de activare. Cu cât temperatura de activare este mai mare, cu cât substanța volatilă rămasă este mai complet volatilă, cu cât structura microporoasă este mai dezvoltată și cu atât mai mare decât suprafața și activitatea de adsorbție.

Compoziția cenușii și conținutul acesteia din cărbunele activ au un impact important asupra activității de adsorbție a cărbunelui. Cenușoarea este compusă în principal din K2O, Na2O, CaO, MgO, Fe2O3, Al2O3, P2O5, SO3, Cl-etc., conținutul de cenușoară este legat de materiile prime pentru a produce cărbune activ și, cu eliminarea volatililor din cărbune, conținutul de cenușoară din cărbune crește.

Începând cu anul 2007, producția anuală de cărbune activ a atins 900 kt, din care cărbunele activ pe bază de cărbune (masă) reprezintă mai mult de două treimi din producția totală;