活性炭具有廣泛的應用價值。例子包括氣體凈化、水凈化、金屬提取、黃金回收、醫(yī)藥、污水處理、防毒面具和過濾面具中的空氣過濾器，以及壓縮空氣中的過濾器。此外，活性炭還可用于冰箱、倉庫等封閉空間的除臭。雖然進一步的化學處理常常能增強材料的吸附能力，但只有高的表面積才能充分激活材料，使其應用于實際。

     活性炭是由碳源材料，如堅果殼，木材和煤。它可由下列工序之一生產(chǎn):

物理活化:前驅(qū)體利用氣體發(fā)展成活性炭。這通常是通過使用或結(jié)合以下過程之一:

    碳化:含碳物質(zhì)在600-900℃的溫度下，在沒有空氣的情況下進行熱解(通常在惰性氣體中，如氬氣或氮氣)。

    活化/氧化:原材料或碳化材料暴露于250℃以上的氧化環(huán)境(二氧化碳、氧氣或蒸汽)中，溫度通常在600-1200℃之間。

      在電子顯微鏡下，發(fā)現(xiàn)了活性炭的高表面積結(jié)構(gòu)。單個顆粒呈強烈卷曲狀，并表現(xiàn)出各種孔隙度;在許多地區(qū)，石墨類材料的平面彼此平行，彼此之間僅相隔幾納米左右。這些微孔為吸附提供了極好的條件，因為吸附材料可以同時與許多表面相互作用。活性炭的吸附性能測試通常是在高真空條件下，氮氣在77k時進行的，但從日常生活中來看，活性炭完全可以產(chǎn)生相同的吸附性能，它可以從環(huán)境中吸附100°C下的蒸汽液態(tài)水和1/ 10000大氣壓下的蒸汽液態(tài)水。

      活性炭可作為各種化學物質(zhì)的底物，提高其吸附某些無機(和有機)化合物的能力，如硫化氫(H2S)、氨(NH3)、甲醛(HCOH)、汞(Hg)和放射性同位素碘-131 (131I)。這種性質(zhì)稱為化學吸附。

在物理上，活性炭通過范德華力或倫敦色散力與材料結(jié)合。

活性炭不能很好地與某些化學物質(zhì)結(jié)合，包括醇類、醇類、氨、強酸和強堿、金屬以及大多數(shù)無機物，如鋰、鈉、鐵、鉛、砷、氟和硼酸。活性炭確實能很好地吸收碘，事實上，碘值mg/g (ASTM D28標準方法試驗)被用作總表面積的指標。活性炭可作為各種化學物質(zhì)的底物，提高其吸附某些無機(和有機)化合物的能力，如硫化氫(H2S)、氨(NH3)、甲醛(HCOH)、汞(Hg)和放射性同位素碘-131 (131I)。這種性質(zhì)稱為化學吸附。

      一般來說，當活性炭的孔隙半徑是吸附體分子半徑的2 - 4倍時，最有利于吸附。與其他吸附劑相比，活性炭具有無限大的比表面積和異常豐富的微孔。一般來說，活性炭的比表面積高達500-1700 m~/g，這是活性炭吸附能力強、吸附能力大的主要原因。當然，相同炭量的活性炭與外表面相比，同一物質(zhì)的吸附能力有時是不同的，這與活性炭的內(nèi)孔布局和分散以及化學性質(zhì)的外觀有關(guān)。