活性炭吸附技術(shù)，是空氣凈化領(lǐng)域另一項比較常見的技術(shù)，專除大氣污染物里的有毒氣體，如苯、甲苯、甲醛、SO2、NO等，以及各種異味。

活性炭是一種由竹、木、果或煤等含碳的物質(zhì)，在經(jīng)過高溫炭化后再經(jīng)活化和漂洗烘干而成的黑色無定型粉末或顆粒狀。活性炭具有高度發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，其孔徑大小分布很寬，從幾個納米的微孔到肉眼可見的大孔都有，孔的形狀也各式各樣，有毛細(xì)管狀、墨水瓶型、V型等，比表面積在600~2500m²/g之間。

這里有個概念——比表面積。比表面積主要對多孔固體物質(zhì)而言，是指多孔固體物質(zhì)單位質(zhì)量所具有的表面積，包括外表面積和內(nèi)表面積，但由于固體物質(zhì)外表面積相對內(nèi)表面積要小很多，基本可以忽略不計，因此比表面積通常指內(nèi)表面積。

高度發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，提供了足夠大的表面積，讓活性炭能夠與氣體（雜質(zhì)）充分接觸，從而賦予了它特有的超強吸附性能。

活性炭的吸附性能包括物理吸附和化學(xué)吸附，常溫下，以物理吸附為主。其中物理吸附，主要靠吸附劑（活性炭）和吸附質(zhì)（有害氣體）分子間的范德華力起作用，是個可逆過程，能暫時減少空氣中的污染但并不能徹底消除污染，當(dāng)溫度高到一定程度時，被吸附的氣體部分會被再次釋放出來。這是活性炭的缺陷，但這又可以轉(zhuǎn)化為它的優(yōu)勢，當(dāng)活性炭達(dá)到飽和后可用熱空氣或水蒸氣脫附，實現(xiàn)活性炭的循環(huán)使用。

雖然活性炭的物理吸附主要依靠范德華力起作用，但卻會因孔徑與氣體分子尺寸相差大小的不同，而出現(xiàn)不同吸附效果。當(dāng)分子尺寸大于孔直徑，分子無法進(jìn)入孔內(nèi)，故不起吸附作用；當(dāng)分子直徑與孔直徑相當(dāng)，這時吸附劑的捕捉能力是最強的，適用于濃度較為低時的吸附；當(dāng)分子尺寸小于孔直徑，隨著氣體分子的填充孔徑逐漸變小，孔內(nèi)氣壓變低，更多的氣體分子被吸附進(jìn)來（這現(xiàn)象又叫毛細(xì)凝聚），這種情況下的吸附量是最大的；當(dāng)分子尺寸遠(yuǎn)小于孔直徑，被吸附的分子容易發(fā)生脫附，在氣體濃度較低時，這種情況下的吸附量小。所以，只有當(dāng)活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)略大于有害氣體分子的直徑（過大或過小都不行），才易達(dá)到最佳的吸附效果。

活性炭的另一種吸附——化學(xué)吸附，則是依靠吸附劑表面與吸附質(zhì)分子間的化學(xué)鍵，其作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物理吸附的范德華力，一般為不可逆的過程?；钚蕴吭谥苽涞倪^程中，由于灰分和其它雜原子的存在，其基本結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，變得不飽和，氧和其他雜原子在活化過程中與其形成各種官能團(tuán)，不過對活性炭產(chǎn)生重要影響的化學(xué)官能團(tuán)主要是含氧官能團(tuán)和含氮官能團(tuán)。活性炭表面的這些官能團(tuán)與揮發(fā)性物質(zhì)的分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成非揮發(fā)性的物質(zhì)，從而達(dá)到去除污染的效果。

發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)、巨大的比表面積和豐富的官能團(tuán)，讓活性炭可以吸附空氣中的多種污染，而且使用也相當(dāng)方便。但是，活性炭也存在著一定的缺陷：活性炭容易飽和，隨著吸附劑的消耗，吸附能力會變?nèi)?，使用一段時間后容易出現(xiàn)吸附效率變低甚至失去吸附功能。而且，吸附劑吸附空氣中的有機物，如不及時清理，可能會成為細(xì)菌滋生的場所，成為二次污染，不過頻繁的更換則易導(dǎo)致費用直線攀升。為克服活性炭的這些缺陷，人們開始尋找辦法。對活性炭進(jìn)行改性就是其中一種。

所謂的活性炭改性即通過一定的方法如氧化、還原、負(fù)載雜原子和化合物等，使活性炭獲得更強的吸附能力和更大的孔容，即提升活性炭的物理吸附和化學(xué)吸附能力。

提高物理吸附性能，主要有通過物理方法或者化學(xué)方法來增加活性炭的比表面積、調(diào)節(jié)孔徑及分布，使活性炭的吸附表面結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而改變活性炭的物理吸附性能。

化學(xué)吸附性能的提高，則是通過改變活性炭吸附表面化學(xué)性質(zhì)來實現(xiàn)。也是借助物理或化學(xué)方法來改善活性炭吸附表面的官能團(tuán)（增加數(shù)量和種類，提高活性等），從而提高其與揮發(fā)性物質(zhì)的結(jié)合能力。

尋找新型原材料則是另一種解決方法。目前粉末狀的活性炭逐漸被活性炭纖維取代。活性炭纖維一般是用天然纖維或人造有機纖維等各種高分子纖維經(jīng)過炭化、活化處理而成，所得活性炭的比表面積為1000~3000m²/g，孔徑狹窄且均一，具有更高的吸附效率。據(jù)相關(guān)記載，活性炭纖維的吸附脫附能力為一般粒狀、粉末狀活性炭的400倍以上，壽命也更長。不過，目前活性炭纖維的造價較高，制備工藝也還不成熟，所以暫未得到大范圍推廣。

當(dāng)然，與其它吸附材料相結(jié)合也是不錯的辦法。這樣的復(fù)合型吸附材料，不僅可以增強吸附性能，也能減少制作的成本。