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柱状活性炭归于一种不定碳(如木炭、碳黑和焦炭)，但与柱状活性炭中的原始资料如木材和果壳比较，经过碳化和活化，柱状活性炭中的一些碳原子之间现已形成了微晶碳(柱状活性炭的根本晶体)，其网状结构域类似于石墨，但是在薄片的尺寸、碳原子在平面上的六方摆放的更好程度、平面化的程度和层间的间隔方面，石墨和石墨之间有不同程度的差异。不同的煤具有不同的碳含量、氢含量、氧含量、灰分含量和蒸腾含量。煤的不同化学结构导致半焦炭化后的不同特性。在一定温度下，对活化剂的反响速率也不同。因而，不同的煤质料的活化生产工艺略有不同。
煤的炭化温度直接影响炭化物的孔结构和强度，不只影响半焦的功能。在400/℃和650/℃在相同的温度下，不同的活化剂具有不同的化学性质，它们与碳的反响速度也不同。例如，碳和氧的反响速度快，活化温度仅需600℃左右；而水蒸气需求800-950℃。由于水蒸气能够充分涣散在碳的微孔中，使得活化反响能够在整个碳颗粒中均匀进行，因而能够得到比外表积大、吸附能力强的柱状活性炭。
在碳化过程中，大多数无机组分转化为灰，这是影响柱状活性炭强度的主要因素。在灰与炭外表的界面上，灰分会引起裂纹，影响柱状活性炭的强度。因而，在碳化过程中，少量的钴、铁、钒、氧化镍能够加速碳与水的反响。碳的粒径小，活化速度快，颗粒大，活化速度受活化剂在炭颗粒中涣散速度的影响，活化剂和炭颗粒面积小，颗粒被焚毁，但内部不活化。
