かっせいたん特殊処理された炭であり、有機原料(果皮、石炭、木材など)を空気を遮断する条件下で加熱し、非炭素成分(この過程を炭化と呼ぶ)を減少させ、その後ガスと反応し、表面が浸食され、微孔が発達した構造(この過程を活性化と呼ぶ)を生成する。活性化の過程は微視的な過程である、すなわち大量の分子炭化物表面浸食は点状浸食であるため、活性炭表面に無数の微細な孔があることをもたらした。活性炭表面の微孔径は2〜50 nmの間にあることが多く、少量の活性炭でも巨大な表面積があり、1グラム当たりの活性炭の表面積は500〜1500 m 2であり、活性炭のすべての応用は、ほとんど活性炭のこの特徴に基づいている。
活性炭は木質、石炭質、石油コークスなどの炭素含有原料から熱分解、活性化加工を経て製造され、発達した孔構造、大きな比表面積と豊富な表面化学基、特異的な吸着能力の強い炭素材料の総称を有する。
典型的には、粉状または粒状の吸着能力の高い多孔質非晶質炭である。固体炭素質物(例えば石炭、木材、ハードシェル、核、樹脂など)を空気遮断条件下で600〜900℃の高温炭化し、その後400〜900℃条件下で空気、二酸化炭素、水蒸気または3つの混合ガスで酸化活性化した後に得られる。
炭化は炭素以外の物質を揮発させ、酸化活性化は残留した揮発物質をさらに除去し、新たなものと既存の孔を拡大し、微孔構造を改善し、活性を増加させることができる。低温(400℃)で活性化された炭をL−炭、高温(900℃)で活性化された炭をH−炭と呼ぶ。H−炭は不活性雰囲気中で冷却しなければならず、そうしないとL−炭に変化する。活性炭の吸着性能は酸化活性化時のガスの化学的性質及びその濃度、活性化温度、活性化程度、活性炭中の無機物組成及びその含有量などの要素と関係があり、主に活性化ガスの性質及び活性化温度に依存する。
活性炭の炭素含有量、比表面積、灰分含有量及びその水懸濁液のpH値はいずれも活性化温度の上昇に伴って増加した。活性化温度が高くなるほど、残留した揮発物質の揮発が完全になり、微孔構造が発達し、比表面積と吸着活性が大きくなる。
活性炭中の灰分組成及びその含有量は炭の吸着活性に大きな影響を与える。灰分は主にK 2 O、Na 2 O、CaO、MgO、Fe 2 O 3、Al 2 O 3、P 2 O 5、SO 3、Cl−などから構成され、灰分含有量は活性炭を製造する原料と関係があり、また、炭中の揮発物の除去に伴い、炭中の灰分含有量は増加した。
2007年現在、活性炭の年間生産量は900 ktに達し、そのうち石炭基(質)活性炭が総生産量の2/3以上を占めている、