活性碳纤维毡直径为5~20m，平均比表面积约为1000~1500m2/g，平均孔径为1.0~4.0nm，微孔均匀分布在纤维表面。与活性炭相比，活性碳纤维毡孔径小且均匀，结构简单，对小分子物质的吸附速率快，吸附速度快，易脱附。与被吸附物接触面积大，能均匀接触吸附，使被吸附物得到充分利用。效率高，有纤维、毡、布、纸等各种细长姿态。孔隙直接开在纤维表面，其吸附质向吸附位的扩散路径短，其外表面积比其内表面积高两个数量级。对于一些大分子或颗粒物，如粉尘等，体积接近甚至大于活性碳纤维毡的微孔体积，难以被吸附，比活性炭更有优势。

　　微孔结构

　　微孔半径小于2nm，孔径分布窄，特殊微孔单分散，结构由不同大小的微孔组成，中孔和微孔的扩散是多分散的，微孔结构之间差异较大，主要是原料不同。活性碳纤维毡中没有大孔，只有少量过渡孔，微孔分布在纤维表面，吸附速率快。活性碳纤维毡丝束的空间充当大孔，对气相和液相物质有很好的吸附作用，其外比表面积大，吸附速率快，是粒径活性炭的10-100倍。随着比表面积的增大，孔隙的平均孔径和孔容增大，吸附后孔隙被填满。随着比表面积的增加，其吸附量是颗粒活性炭的10倍，可吸附处理低浓度废气或活性高的物质。活性碳纤维毡具有堆密度小、过滤阻力小、吸附高粘度液体物质、功率损耗小等优点。

　　表面化学结构

　　活性碳纤维毡表面的原子是不饱和的，具有独特的表面化学性质。当燃烧温度较低时，微晶易与氧化介质反应生成氧化产物，主要有羧基、酚基、醌基等含氧基团和硫基、氮元素、卤素等官能团。其表面酸性与吸附平衡密切相关。

　　根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)的分类标准，吸附剂的微孔可分为三种类型：直径大于50纳米的：孔为大孔，2纳米至50纳米为中孔，0.8纳米至2纳米为微孔，小于0.8纳米为亚微米孔。活性碳纤维毡的孔隙主要是由无序碳和石墨微晶形成的微孔。大量微孔的存在增加了活性碳纤维毡的表面积，也增加了其吸附能力。吸附剂中的大孔是被吸附分子到达吸附位点的通道，控制着吸附速率。活性碳纤维毡的纤维直径为10nm   ~ 13nm，外表面积大，微孔丰富且分布窄，容易与吸附剂接触，扩散阻力小，因此其吸附和解吸速度快，有利于吸附和分离。而且可以根据需要制成毡、布、纸等多种形式，适用于多种用途。活性碳纤维毡是由CF活化的，CF是多晶无序石墨结构。转化为活性碳纤维毡后，结构元素不变。活性碳纤维毡是一种异质结构。由于高温蒸汽去除了部分原子，形成微孔结构，使其产生羧基、羰基等含氧活性基团，增加了表面酸性。比表面积约为1200m2/g，远大于CF，在苛刻条件下活化可达3000m2/g。

　　活性碳纤维毡是一种分布窄、孔径单一的微孔结构，其孔隙能产生毛细凝聚。因为有微孔，它的吸附和解吸速率远远不止两个数量级，吸附容量大。填充床中流体的床层阻力小，可用作催化剂和催化剂载体。活性碳纤维毡分子中的微量杂原子有磷、氮、氯等。在活化过程中，除去一些杂原子后，表面的杂质大大减少。由于活化时氧化性气体的作用，表面含氧基团增强，主要是羧基等酸性基团。中性基团是完整的，如羰基、内酯基等。碱性基团包括过氧化物基团等。

活性碳纤维毡由于活化方法不同，会产生表面氧基团不同，表面酸碱性不同的产品。在水的作用下，其氧化还原能力更强。由于水的存在，一些基团可以被氧化成羟基。因此，当表面含氧基团的数量增加时，表面氧化还原能力增加。