活性炭應用涉及到大部分行業(yè)，比如電力、化工、國防、環(huán)保、航天等科學領域以及日常生活。開拓活性炭應用，是發(fā)展活性炭工業(yè)的先導。因此，研究活性炭性質(zhì)與應用以及開拓活性炭新的應用領域?qū)τ诨钚蕴康陌l(fā)展來說顯得至關(guān)重要。
1 氣相吸附應用
在溫和的條件下，通過將活性炭與儲氫材料復合得到的材料可以用來進行氫氣和天然氣的儲存。比如，采用變壓吸附工藝，高比表面積活性炭在 1.0 MPa 以下將氫氣回收；由于城市天然氣用量有著明顯的時間差異，所以要對天然氣管網(wǎng)進行調(diào)峰，利用活性炭填充的吸附罐進行調(diào)峰，不僅可以實現(xiàn)下游調(diào)峰還能極大地降低成本。美國、德國等國家利用活性炭的飽和吸附特性成功開發(fā)出新型的植物， 并且已被用于制造透氣式的防護服和消毒衣等。
（ 1）即效性空氣凈化濾器用炭
氣密性是現(xiàn)代建筑樓宇的一種重要衡量指標，對于降噪、節(jié)約能源有著重要的作用。但是也同時帶來了嚴重的化學污染，是現(xiàn)代人過敏、氣喘以及發(fā)生免疫性疾病的一個重要因素。于是，能夠應用于室內(nèi)空間的空氣凈化器需求將加大。空氣凈化器，需要能夠達到凈化空氣的目的，但是自身更換以及維護要方便。這就要求作為凈化主體的活性炭材料能夠壓力損失較小并且吸附速度快，還需要根據(jù)不同使用場合具備某些特殊的吸附性能。常見的空氣凈化器有固定型過濾薄板，該薄板主要是講活性炭粘結(jié)于具有透氣性能的發(fā)泡材料或者是網(wǎng)類支撐體系上。此類薄板，厚度可達到 2～20 nm，根據(jù)使用的目的活性炭含量在 15 %～80 %之間變化。
（ 2）電廠排煙脫硫用負載型活性炭
石油和煤這些化石能源的大量使用已經(jīng)引起了嚴重的流污染，這也成為了全球大氣污染的重要部分，采用脫硫技術(shù)控制流污染成為了一種有效的手段。活性炭負載金屬離子進行脫硫是脫硫的發(fā)展趨勢，是將金屬離子通過絡合或者是交換作用負載于木質(zhì)原料和煤表面，之后對原料進行炭化和活化。除此之外，還可以將活性炭浸碳酸鈉改性，此類改性活性炭對 H2S 選擇吸附性較好。
（ 3）油汽回收專用活性炭
燃油、油氣揮發(fā)物是構(gòu)成空氣污染的重要來源之一，有研究表面，該類污染物造成的污染是汽車總污染的三分之一，占尾氣污染的三分之二。美國、荷蘭等開發(fā)了特種油氣活性炭，這對于城市環(huán)境治理和回收汽油具有重要的作用。北京某煉油廠通過安裝回收率為 0.24 %的活性炭油氣回收裝置， 2006 年回收汽油約 288 噸， 直接經(jīng)濟收益 150萬元，效益可觀。在當今能源日趨緊張和環(huán)境排放要求嚴格的情況下，活性炭回收油氣更具經(jīng)濟和社會意義。
（ 4） 活性炭吸附解吸高檔溶劑回收系統(tǒng)
活性炭用作吸附劑時，具有吸附性能好、 選擇吸附性強、流體阻力小以及成本較低的特點，并且吸附飽和的活性炭經(jīng)過再生還可以重復使用，在用于吸附高檔溶劑回收系統(tǒng)中，優(yōu)勢更加明顯。
（ 5）空氣分離富氧用活性炭
如何將氧氣從空氣中分離出來是化學工業(yè)的一個主要的問題，傳統(tǒng)的分離方法是采用低溫精餾來生產(chǎn) 99.9 %純度的氧氣。通過采用活性炭進行吸附分離氧氣，目前尚處于研究階段。研究表明，通過化學蒸汽沉積法來調(diào)節(jié)活性炭的孔徑，制成孔徑分布集中且 均勻的碳分子篩，經(jīng)由變壓、變溫吸附-解吸裝置，可以分離空氣中的氧氣、氮氣，得到高純度的氣體。
2 液相吸附應用
活性炭在液相吸附中應用廣泛，主要有食品、環(huán)保、制藥、化學等，其中應用于水處理方面是活性炭最廣泛的應用領域。美國環(huán)保署(USEPA)對飲用水的標準進行的 64 項有機物污染指標中，將顆粒活性炭(GAC)視為最有效技術(shù)多達 51 項。所以，可以預測活性炭應用于水處理將成為活性炭應用的一個重要的領域。
（ 1） 移動式水處理系統(tǒng)
小型化、便捷化是活性炭水處理系統(tǒng)的方向發(fā)展。 Calgon 公司研發(fā)了一種飲用水處理設備—Cyclesorb & reg HP，該設備結(jié)構(gòu)緊湊、全不銹鋼制作，裝近 1 t 的粒狀活性炭，最大處理流量可達 0.27 m3/min。卡爾岡炭素公司負責該設備使用后的安全再生，并用新的設備替換使用飽和的設備。
（ 2）檸檬酸脫色精制
發(fā)酵法生產(chǎn)檸檬酸，活性炭的作用是除去膠質(zhì)、蛋白質(zhì)和脫色。檸檬酸液中的色素有稱為羅維邦紅色素和黃色素，活性炭很易除去其中的紅色素，而對除去黃色素卻較困難。因此，當使用市售普通活性炭時，經(jīng)脫色處理后的檸檬酸往往殘留有黃色素而影響結(jié)晶色品。近年國內(nèi)有研究成功能易于去除黃色素的專用活性炭。但當將檸檬酸制成檸檬酸鈉時，則應選用另外的專用活性炭處理。
（ 3） 重油的脫色除臭
重油、柴油因氧化變色影響了其商業(yè)價值，通過活性炭脫色后其燃油色度可以達到國家標準，在脫色的同時可以去除部分膠質(zhì)。活性炭處理還可以脫去油品的惡臭味，使硫含量達到國家標準。對于重油粘度較大的這一問題，可以通過活性炭的脫除作用，改善重油的粘度和色度，提高其價值。
（ 4）金屬離子的吸附
重金屬回收用活性炭售價高、銷量好。 Norit 公司的重金屬回收用活性炭，通過采用催化-活化制備技術(shù)，制備得到的高檔貴金屬回收用活性炭具有發(fā)達微孔、高強度、高堆積密度、 吸/脫附速度快的特點， 對于溶液中的無機重金屬離子具有一定的選擇吸附性能，尤其是對于 Pd2+、 Ag+、 CrO4-、 Cd2+等離子可達 85 %以上的吸附率。
3 臨床醫(yī)療應用
（ 1）活性炭作為口服緊急解毒藥
活性炭由于其吸附性能，可以用作口服緊急解毒藥。日本，采用球狀活性炭制備的口服活性炭(直徑 0.2 mm～0.3 mm)用于實驗犬的肝臟和腎臟輔助治療，明顯延長了其壽命；芬蘭中毒患者治療調(diào)查顯示，口服活性炭對甲醇和乙醇中毒具有良好的治療效果；俄羅斯，活性炭已經(jīng)被允許用于兒童的腹瀉治療以及中毒等臨床的治療中。
（ 2） 血液進化用活性炭
活性炭作為血液凈化吸附劑吸附選擇性較低，為了完善活性炭在臨床上的應用，通過對活性炭的成型技術(shù)、使用方式等的研究來改善活性炭在臨床應用的效果，并取得一定的進展，得到了高分子材料包膜的活性炭、含碳纖維以及碳纖維織物等醫(yī)用的活性炭吸附劑。其中，血液灌流用球狀活性炭通過了臨床試驗， 該活性炭可以吸附引起腎臟障礙的物質(zhì)并將其排出體內(nèi)來減慢體內(nèi)毒物累積的速度。
（ 3）癌癥治療用活性炭
活性炭用來吸附不同的抗癌藥物達到藥物的功能性緩釋，如絲裂霉素、博萊霉素等，并經(jīng)動物實驗驗證其毒性遠小于抗癌藥物的水溶液劑型。通過活性炭吸附抗癌藥物，利用其淋巴趨向性定向分布于淋巴結(jié)周圍，使其高濃度維持較長時間；還能利用活性炭的淋巴結(jié)染黑作用，指導清除手術(shù)，徹底的將轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)清除。在美國，活性炭已輔助進行惡性腫瘤的手術(shù)和介入治療。目前的研究重點是活性炭顆粒大小與轉(zhuǎn)運要求的適配以及藥物劑型和計量的控制方面，從而開辟治療新技術(shù)。
4 作為催化劑和催化劑載體的應用
結(jié)晶的缺陷產(chǎn)生活性中心，活性中心的存在是催化劑具備催化活性的首要條件。活性炭不飽和鍵的存在，從某種意義上可以視作結(jié)晶缺陷。所以，活性炭可以作為催化劑，例如在硫化氫的氧化、煙道氣脫硫、光氣的合成、酯的水解、氯化硫酰的合成以及在工業(yè)上氯化二氰的合成、電池中氧的去極化作用等方面，尤其是氧化還原反應。并且由于活性炭具有很大的比表面積，可以用作催化劑載體，提供負載和反應中心。
（ 1）負載TiO2
在目前室內(nèi)空氣污染問題比較突出的情況下，光催化氧化降解污染物成為了研究熱點。 TiO2 由于具有光催化活性高、無毒無害、穩(wěn)定性好、無二次污染等優(yōu)點，得到了深入的研究。將 TiO2 負載于活性炭上進行光催化反應，利用活性炭物理吸附與催化劑化學降解的協(xié)同效應，可以有效的增強其光催化活性，提高降解效率。
（ 2） 負載ZnO
納米 ZnO 可以作為作為強氧化劑在光誘導下使 VOCs 發(fā)生變化，從而達到降解的效果。實驗表明，將 ZnO 負載于活性炭進行降解甲苯研究，甲苯被部分光催化降解。
（ 3）其它新用途
活性炭一些特殊性質(zhì)為我們開發(fā)其新的應用領域帶來了極大的可能。比如： 1）比表面積大的活性炭通過表面處理，可獲得與鋰離子電池具有相同大容量的蓄電能力，可用于燃料電池和主電源。 2）活性炭在農(nóng)業(yè)方面可用作土壤改良劑；也可通過種子包炭來改善其性能；用作花卉保鮮劑以及家禽飼料的添加劑等。 3）用于真空技術(shù)中的殘余痕量氣體的吸附。 4）用于儲存氫氣、天然氣等能源氣體，在 2 MP 的壓力下的儲存量相當于 20MP 高壓下的儲存量，大大降低儲罐的壓力，提高安全性。
