活性炭的吸附能力主要源于其独特的物理和化学性质。首先，活性炭具有高度多孔性，使其具有极大的比表面积。这意味着活性炭能够接触到更多的污染物分子，从而提供更大的吸附表面。其次，活性炭表面具有非极性和疏水性，使其更容易与有机污染物相互作用。这种特性使得活性炭对许多有机和无机污染物具有良好的吸附效果。

除了物理性质外，活性炭的化学性质也对其吸附能力起到了重要作用。活性炭具有很高的化学稳定性，使其能够在各种环境条件下保持其性能。此外，活性炭表面具有丰富的官能团，如羧基、酚羟基等，这些官能团的存在使其能够与某些特定污染物发生化学反应，从而实现对这些污染物的有效去除。

一，活性炭的吸附原理

1，依靠自身独特的孔隙结构

活性炭是一种主要由含碳材料制成的外观呈黑色，内部孔隙结构发达、比表面积大、吸附能力强的微晶质碳素材料。活性炭材料中有大量肉眼看不见的微孔，1克活性炭材料中微孔，将其展开后表面积可高达800－1500平方米，特殊用途的更高。也就是说在一个米粒大小的活性炭颗粒中，微孔的内表面积可能相当于一个客厅面积的大小。正是这些高度发达的孔隙结构，使活性炭拥有了优良的吸附性能。

2，分子之间相互吸附的作用力

也叫“凡德瓦引力”。虽然分子运动速度受温度和材质等原因的影响，但它在微环境下始终是不停运动的。由于分子之间拥有相互吸引的作用力，当一个分子被活性炭内孔捕捉进入到活性炭内孔隙中后，由于分子之间相互吸引的原因，会导致更多的分子不断被吸引，直到填满活性炭内孔隙为止。

活性炭利用这一原理，能够有效地吸附各种物质，包括有机物、气味、色素、重金属离子等。这使其成为了处理废水、净化空气、改善水质的重要材料。

二，活性炭在水处理上的应用

1，降低COD（化学需氧量）

活性炭针对污水中难以生物降解去除的有机物进行脱除，如芳香烃、含氯/有毒酚类等，有着良好的吸附效果。 COD是污水排放的关键性指标，用活性炭吸附法去除污水中剩余有机物已在城市污水和工业废水处理中成为有效的处理技术之一，得到广泛的应用。

2，降低色度

印染废水、焦化废水、药厂废水等通常都有着色度高的问题。活性炭凭借其丰富的孔隙结构在脱除色度方面有极大的优势，对于污水中颜色物质有显著的吸附效果。

3，水质净化（上水）

城市自来水经过活性炭处理，可以有效地去除有机杂质、消毒副产物THM（三卤甲烷类化合物），以及PFAS（多氟烷磺酸类物质）。此外，活性炭对自来水中的余氯也具有良好的吸附效果。

活性炭在处理的同时，既不会带入额外的杂质，也能保留一定量的微量元素，是处理上水水源的有效手段。

4，其他应用

活性炭对于重金属能起到一定的化学吸附作用，其含氧官能团的存在还可以改变某些重金属的化学性质。例如，活性炭处理电镀含铬废水时，可以将其还原成毒性较低的三价铬离子。此外，活性炭对于污水中低浓度的汞也有一定的吸附作用。

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