活性炭具有豐富的空隙結構，形成了活性炭巨大的比表面積，使活性炭具有吸附氣體和液體分子的能力，因此，活性炭的空隙結構對活性炭的吸附性能有非常重要的影響。
    活性炭不同的孑L徑能夠發揮出相應的機能。國際純粹與應用聯合會(IUPACl972)依據不同的尺寸空隙中分子吸附劑的不同，將孔分為三類：孔隙直徑大于5nm的為大孔；孔隙直徑在2～50nm之間的為中孔；直徑小于2rim的為微孔。
    大孔是吸附發生時吸附質的通道，其比表面積一般很小，約0·5～2m／g，本身也無吸附作用。但當活性炭用于催化領域時，較大的孔隙作為催化劑沉積的場所是十分重要的，通過讓微生物及菌類在其中繁殖，使得無機的碳材料能發揮生物質機能，而且，隨著微生物及菌的種類不同，其機能相應變化。因此，生物活性炭需要一定數量的大孔。
    中孔在活性炭的應用中起著十分重要的作用，首先它能用于添載催化劑及各種化學藥品，隨著所添載的化學藥品種類的不同，機能隨之不同，從而使活性炭具有催化劑性能或其他特殊吸附性能；同時中孔在足夠的蒸氣壓下按毛細凝聚原理吸附蒸汽，這表現在中孑L發達的活性炭對有機大分子有很好的吸附作用，常用于除去溶液中較大的有色雜質或呈膠狀分布的顆粒而使溶液脫色；其次，中孔可作為吸附質進入微孔的通道。中孔的比表面積一般在20～70m。／g，也可以采用特殊的原料和工藝制得中孔發達的活性炭以增強活性炭的脫色效果和氣相吸附性能，此時，其表面積可達200~700m／g。
    微孑L的比表面積一般可達800～1000mz／g，通常約占活性炭總比表面積的90％～95％，呈現出很強的吸附作用。在吸附及充填過程中，其進程不僅依賴于空隙形態，而且受吸附質性能以及吸附質一吸附劑間相互作用的影響。因此，微孔主要決定活性炭的吸附特性。
    孔結構和孔形狀對于吸附都有很大影響，微孔碳結構中存在的幾種空隙有：開孔型、部分閉孑L型和間充籠型，如圖1—4所示。
    由于特殊的碳結構，使得碳質吸附劑的孔隙具有狹縫型的特征，這與其他類型吸附劑的孑L隙有明顯區別：如苯分子是一種片狀分子，可以被孔隙尺寸為O．4nm的碳分子篩吸附而不被空隙尺寸為O．4nm的沸石所吸附；碳分子篩可優先吸附扁平的苯分子而不吸附椅型或船型的環己烷分子或異丁烷分子，后兩種分子不能進入狹縫型孑L隙。
    按照分子大小尺度和吸附劑之間的關系所劃分的吸附狀態主要有4種：
    ①分子尺度>細孔直徑，此時因分子篩的作用，分子無法進入空隙，故不起吸附作用；
    ②分子尺度≈細孔直徑，此時分子直徑與細孔直徑相當，吸附劑對吸附分子的捕捉能力非常強，適于極低濃度下的吸附；
    ③分子尺度<細孑L直徑，此時吸附質分子在細孔內發生毛細凝聚，吸附量大；
    ④分子尺度≤細孔直徑，此時吸附的分子容易發生脫附，脫附速度快，但低濃度小的吸附量小。
    通常微孔碳吸附劑的微孑L的實際尺度應與氣相吸附分子尺度相當或小于微孔徑。
    有代表性的活性炭的微孔與中問孔的孔徑分布特征見表lf6。在活化法與孔徑分布兩者關系中，特征是氯化鋅活性炭比孑L徑大的水蒸氣活性炭的空隙多。在活性炭的原料與孑L徑分布的關系中，椰子殼活性炭與煤制活性炭相比較，前者孔徑集中分布在孔徑小的地方，其特征是孔徑大的空隙少。因此，椰子殼活性炭常常用在吸附分子體積比較小的氣相吸附中。
    即使都是煤類原料，用煤化程度比較低的褐煤及泥煤為原料生產出來的活性炭，具有形成比較多的中間孔的傾向。因此，該種活性炭產品可以用于分子體積比較大的物質的液相吸附中，如染料及腐殖酸。
    據研究，吸附質分子的大小與活性炭孔隙的大小相適應時有利于吸附。有文獻報道，當孔隙大小為吸附質分子的2～4倍時有利于吸附，因此，可以根據吸附質分子選擇吸附性能好的活性炭。但一般活性炭的孑L徑并不均一，因而選擇性吸附效果差。采用特殊的方法可以制成孔徑基本均一的活性炭用于選擇性吸附，這類活性炭成為碳分子篩。