碳分子筛是利用筛分的特性来达到分离氧气、氮气的目的。在分子筛吸附杂质气体时，大孔和中孔只起到通道的作用，将被吸附的分子运送到微孔和亚微孔中，微孔和亚微孔才是真正起吸附作用的容积。如前图所示，碳分子筛内部包含有大量的微孔，这些微孔允许动力学尺寸小的分子快速扩散到孔内，同时限制大直径分子的进入。由于不同尺寸的气体分子相对扩散速率存在差异，气体混合物的组分可以被有效的分离。因此，在制造碳分子筛时，根据分子尺寸的大小，碳分子筛内部微孔分布应在0.28～0.38nm。在该微孔尺寸范围内，氧气可以快速通过微孔孔口扩散到孔内，而氮气却很难通过微孔孔口，从而达到氧、氮分离。微孔孔径大小是碳分子筛分离氧、氮的基础，如果孔径过大，氧气、氮气分子筛都很容易进入微孔中，也起不到分离的作用；而孔径过小，氧气、氮气都不能进入微孔中，也起不到分离的作用。
碳分子筛回收制作的离子电池负极材料耐高温耐酸碱、高机械稳定性、良好的导电性、吸附性以及大的比表面积的制备方法通过热处理方式优化了硬碳电极的孔结构，使得其孔口的尺寸小于离子电解液分子的尺寸，这样电解液分子就不能进入电极材料的孔内部了，降低了副反应，但离子可以进入孔内部，这样电池的容量还可以很高，兼顾了电池的容量和库伦效率。
按分子的大小和形状不同的选择吸附作用，即只吸附那些小于分子筛孔径的分子。对于小的极性分子和不饱和度越高、其选择吸附性越强。
具有强烈的吸水性，哪怕在较高的温度、较大的空速和含水量较低的情况下，仍有相当高的吸水容量。
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