柱状活性炭的表面物理结构主要是指孔径分布、比表面积和微孔容积等。柱状活性炭的孔径分布是影响吸附容量的主要因素。这是因为由于分子筛的作用,尺寸较大的吸附质分子不能进入孔直径比其小的孔内,吸附状态主要有:
当吸附质分子大于孔直径时,因分子筛的作用,分子无法进入孔内,起不到吸附的作用。
当吸附质分子约等于孔直径时,煤质柱状活性炭的捕捉能力非常强,但仅适用于极低浓度下的吸附。
当吸附质分子小于孔直径时,在孔内会发生毛细凝聚作用,使得煤质柱状活性炭的吸附量大。
当吸附质分子远小于孔直径时,吸附质分子虽然易发生吸附,但也较容易发生脱附,脱附速度很快,而且低浓度下的吸附量小。
根据资料报道,对吸附剂利用率最高的孔径和吸附质分子直径的比值为1.7~3.0为宜,对需要重复再生的吸附剂这一比值为3~6或更高为宜。