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活性炭是以碳为主要成分的吸附材料，结构复杂。它不像石墨、金刚石那样具有碳原子按一定规律排列的分子结构，也不像常见的碳质材料那样具有复杂的大分子结构。一般认为活性炭具有“螺旋层结构”排列的类石墨碳微晶。由于微晶之间的强交联，形成了发达的孔隙结构。活性炭的孔结构与原料和生产工艺有关。活性炭的孔隙一般由大孔、中孔和微孔组成。大孔为50 ~ 200纳米，中孔为2 ~ 50纳米，微孔小于2纳米。宝莱

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活性炭的吸附性能不仅与其孔结构有关，还与其活性成分和化学结构有关。活性炭表面的不饱和化合价和结构缺陷不仅影响非极性物质的吸附，也极大地影响极性物质在活性炭表面的吸附。

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除了碳元素，活性炭还含有两种掺杂物。一种是化学结合元素，主要是氧和氢，来源于原料没有完全碳化，或者是外来的非碳元素在活化过程中与碳发生化学结合。另一种掺杂剂是灰分，是活性炭的无机部分，主要来自活性炭生产的原料。木质活性炭灰分含量低，一般在8%以下，而煤质活性炭灰分含量高，一般在8%-20%之间。采用超纯煤或特殊加工技术，可将煤质活性炭灰分含量降至6%以下。