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活性炭的孔隙是由于碳在活化过程中无组织的碳素和碳成分被消耗后，在基本微晶间（非晶部分）留下的空间。活性炭虽由与石墨相似的微小碳晶片组成，但其晶片只有几个碳原子厚，并由一些碳分子构成许多开口孔穴壁。这些开口孔穴直径约在0.8~200nm之间。只要活化方法适当，可以形成非常多的孔隙，其孔隙壁的总面积，即通常所说的表面积一般可达到500~1700m2/g,这就是活性炭显示出大吸附容量的主要原因。相同表面积的活性炭，其吸附容量相差悬殊的现象也存在，这与孔隙的形状、分布有关，也与表面化学性质有关。
关于孔隙的形状很难取得一致的认识，一般情况下，多采用假定的圆筒形。此外，不同的研究方法所采用的形状也不相同，例如瓶颈形、两端开放的毛细管形、一端闭塞的毛细管形、两个平面形成的平板形、V字形和圆锥形等。计算上一般是将孔隙假定为圆筒形毛细管状。
活性炭的孔隙分布分为三个系列，按照孔隙的大小分为：
大孔：半径为（1000~100000）×10-10m；过渡（中）孔：半径为（20~1000）×10-10m；微孔：半径＜20×10-10m。
由于活性炭的种类不同，其微孔容积约在0.15~0.9mL/g之间，它占单位重量活性炭总面积的95%以上。从这个数字来看，与其他吸附剂相比，活性炭具有微孔特别发达的特性。
过渡孔的容积通常为0.02~0.1mL/g，比表面积不超过总面积的5%。但是，采取特殊的活化方法，在特殊的活化条件（延长活化时间，减缓升温速度，使用药品活化，如抓化锌活化或磷酸活化等）下能够制造出过渡孔发达的活性炭。其容积可达0.3~0.9mL/g,表面积可达到或超过200m2/g。
大孔容积为0.2~0.5ml/g，其表面积较小，一般不超过0.5~2.0m2/g。
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