Carvão AtivoÉ composto por microcristais de grafite, carbono de rede plana única e carbono amorfo em três partes, onde os microcristais de grafite são a parte principal que compõe o carvão ativo. A estrutura microcristalina do carvão ativo é diferente da estrutura microcristalina do grafite, e o espaço de camada da sua estrutura microcristalina está entre 0,34 e 0,35 nm. Mesmo com temperaturas acima de 2000 ° C é difícil de converter em grafite, esta estrutura microcristalina é conhecida como microcristal não-grafite, a grande maioria do carvão ativo pertence à estrutura não-grafite. A disposição de microcristais da estrutura tipo grafite é mais regular e pode ser transformada em grafite após o tratamento. A estrutura microcristalina não-grafita permite que o carvão ativo tenha uma estrutura porosa desenvolvida, cuja estrutura porosa pode ser caracterizada pela distribuição de perímetros. A distribuição da abertura do carvão ativo é muito ampla, de menos de 1nm a milhares de nm. Alguns estudiosos sugerem dividir a abertura do carvão ativo em três categorias: abertura menor que 2nm para microporos, abertura em 2 ~ 50nm para os buracos médios, abertura maior que 50nm para os grandes buracos.

A área de superfície microporosa no carvão ativo representa mais de 95% da área de superfície do carvão ativo, determinando em grande parte a capacidade de adsorção do carvão ativo. A área de superfície do poro médio representa cerca de 5% da área de superfície do carvão ativo, é o nível de adsorção de moléculas maiores que não podem entrar em microporos, gerando condensação capilar sob pressão relativa mais alta. A área de superfície dos grandes poros geralmente não excede 0,5 m2 / g, apenas as moléculas de adsorção chegam ao canal dos microporos e dos poros médios, com pouco impacto no processo de adsorção.

Geralmente é um carvão amorfo poroso em pó ou granulado com uma forte capacidade de adsorção. O carbono em estado sólido (como carvão, madeira, casca dura, núcleo de fruto, resina, etc.) é carbonizado a alta temperatura de 600 a 900 ° C em condições de ar isolado e, em seguida, é obtido após a ativação oxidativa com ar, dióxido de carbono, vapor de água ou uma mistura de gases de três em condições de 400 a 900 ° C.

A carbonização faz com que substâncias além do carbono sejam voláteis, e a ativação oxidativa pode remover ainda mais os resíduos de substâncias voláteis, gerando novos e expandindo os poros originais, melhorando a estrutura dos microporos e aumentando a atividade. O carvão ativado a baixa temperatura (400 ° C) é chamado de carvão L e o carvão ativado a alta temperatura (900 ° C) é chamado de carvão H. O H-carvão deve ser resfriado em uma atmosfera inerte, caso contrário será transformado em L-carvão. As propriedades de adsorção do carvão ativo estão relacionadas com a propriedade química do gás durante a ativação oxidativa e sua concentração, temperatura de ativação, grau de ativação, composição de substâncias inorgânicas no carvão ativo e seu conteúdo, dependendo principalmente das propriedades do gás ativado e da temperatura de ativação.

O teor de carvão ativo, a área de superfície relativa, o teor de cinzas e o pH da sua suspensão aquática aumentam com o aumento da temperatura de ativação. Quanto mais alta for a temperatura de ativação, mais volátil será a substância volátil residual, mais desenvolvida será a estrutura microporosa e maior será a área de superfície e a atividade de adsorção.

A composição das cinzas no carvão ativo e seu conteúdo têm um grande impacto na atividade de adsorção do carvão. Cinzas são compostas principalmente de K2O, Na2O, CaO, MgO, Fe2O3, Al2O3, P2O5, SO3, Cl-etc., o conteúdo de cinzas está relacionado com a produção de matérias-primas de carvão ativo, e, com a remoção de voláteis no carvão, o conteúdo de cinzas no carvão aumenta.

Em 2007, a produção anual de carvão ativo atingiu 900 kt, do qual o carvão ativo à base de carvão (massa) representa mais de dois terços da produção total;