活性炭的吸附性質(zhì)不僅取決于它們的孔隙結(jié)構(gòu),而且也取決于它們的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)?;钚蕴恐谐颂荚赝?,還包含有兩類摻合物,一類是化學(xué)結(jié)合的元素,主要是氫和氧。這些元素是由于原料未完全炭化而殘留在炭中;或者是在活化過程中,外來的非碳元素與碳表面的化學(xué)結(jié)合,如用水蒸氣活化時,碳表面被氧化,另一類摻合物是灰分。
在經(jīng)過活化處理的碳素表面上,吸附力主要取決于范德華力中的色散力及基本微晶結(jié)構(gòu)的變化。例如,微晶中存在不完整的石墨層時,會顯著地改變碳的骨架中的電子云排列。因此,化合價的不完全飽和或未成對電子的出現(xiàn),會對活性炭的吸附性能產(chǎn)生影響,特別是對極性物質(zhì)或可極化的物質(zhì)。另外一種影響是,在碳的結(jié)構(gòu)中存在非碳原子,會對活性炭的吸附性能有明顯的影響。范德華力包括三種力:取向力、誘導(dǎo)力和色散力。取向力是指兩個極性分子間的固定偶極之間的正負電吸引作用;誘導(dǎo)力指一個極性分子的固定偶極誘導(dǎo)一個非極性分子產(chǎn)生瞬時偶極而產(chǎn)生的力;而色散力是兩個非極性分子間通過各自電子運動產(chǎn)生兩個瞬時偶極后的吸引作用實現(xiàn)的。在分子化合物中,大多數(shù)分子間作用力是通過色散力實現(xiàn)的。