Hấp phụ là một trong những kĩ thuật được sử dụng rộng rãi nhất để loại bỏ các chất ô nhiễm ra khỏi môi trường. Các chất hấp phụ thông thường bao gồm than hoạt tính, các chất hấp phụ polyme và các vật liệu chi phí thấp khác. Khi áp dụng quá trình hấp phụ, nhiệt động học và động học của quá trình hấp phụ cần được xem xét để hiểu rõ hiệu suất và cơ chế hấp phụ.
Hấp phụ là quá trình xảy ra khi một chất khí hay chất lỏng tích lũy trên bề mặt chất rắn hoặc lỏng (chất hấp phụ) tạo thành màng phân tử hay nguyên tử (chất
bị hấp phụ) [28]. Ngược với sự hấp phụ, quá trình đưa chất bị hấp phụ ra của khỏi lớp bề mặt được gọi là sự giải hấp. Khi sự hấp phụ đạt tới trạng thái cân bằng, tốc độ hấp phụ bằng tốc độ giải hấp.Tùy theo bản chất của lực tương tác giữa chất hấp phụ và bị hấp phụ, quá trình hấp phụ được chia thành 2 loại: hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học.
Hấp phụ vật lý là quá trình xảy ra chủ yếu nhờ các lực liên kết vật lý như lực Van der Waals, tĩnh điện, …Trong hấp phụ vật lý, các phân tử của chất bị hấp phụ và chất hấp phụ khơng tạo thành hợp chất hố học (khơng tạo thành các liên kết hóa học) mà chất bị hấp phụ chỉ tập trung trên bề mặt phân tách pha và bị giữ lại trên bề mặt chất hấp phụ. Do vậy, trong quá trình hấp phụ vật lý khơng có sự biến đổi đáng kể cấu trúc điện tử của cả chất hấp phụ và chất bị hấp phụ. Hấp phụ vật lý thường là quá trình thuận nghịch, các chất bị hấp phụ có thể dễ dàng bị tách ra khỏi chất hấp phụ khi thay đổi điều kiện hấp phụ.
Hấp phụ hóa học là quá trình hấp phụ xảy ra nhờ các liên kết hóa học như liên kết ion, cộng hóa trị, phối trí. Hấp phụ hóa học chủ yếu là q trình bất thuận nghịch. Trong thực tế, sự phân biệt hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học chỉ là tương đối vì ranh giới giữa chúng khơng rõ rệt. Trong một số quá trình hấp phụ xảy ra đồng thời cả hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học.