活性碳的表面物理结构主要包括孔径分布、比表面积和孔容积等,这些特性决定了活性碳的物理吸附性能。
不同孔径的孔在吸附过程中发挥的作用是不同的。大孔的内表面积可以发生多层吸附,但它在比表面积中所占比例很小,因此在吸附过程中,活性碳的大孔扮演的是吸附质分子通道的角色。中孔即是吸附质分子通道。又可以在一定相对扭力下发生毛细管凝结,在大分子的吸附过程中起着重要作用。微孔是吸附过程中作用*的,活性碳的95%以上的比表面积来自于微孔的贡献,因此微孔对活性碳吸附量起着支配作用。
对活性碳表面结构的改性着重于孔隙结构的调整,其目的就是使活性碳的孔径与吸附分子尺寸相当,以提高活性碳对不同吸附质的吸附速率和吸附量。空隙调整的方法决定于活性碳的孔结构,如孔径的大小、孔容的大小等,有的需要开孔、扩孔,有的则需要缩孔。开孔和扩孔常用的方法是控制活化程度;而缩孔的方法很多,如热收缩法、浸渍覆盖法、气相热解堵孔法等。通常活性碳的表面结构改性方法主要通过强化活性碳制备过程中炭化、活化过程或者通过对成品进行碳沉淀等过程将空隙调整来实现。