碳分子筛（如右图示）是20世纪七十年代发展起来的一种新型吸附剂，是一种优良的非极性碳素材料。碳分子筛的主要成分为元素碳，外观为黑色柱状固体，内部含有大量直径为0.28-0.36nm的微孔及少量的大孔和中孔（又叫过渡孔），如下图示，其微孔的比表面积占到碳分子筛所有孔表面积的90%以上，微孔比表面积一般都超过了1000m²/g的水平。 制氮碳分子筛（CMS）分离空气的能力，取决于空气中氧气和氮气在碳分子筛微孔中的不同扩散速度，由于不同动力学直径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。常用的碳分子筛的内部微孔分布应在0.28～0.36nm，在该微孔尺寸范围内，氧气（动力学直径0.346nm）可以快速通过微孔孔口扩散到孔内，而氮气（动力学直径0.364nm）却比较难通过微孔孔口，从而达到氧、氮分离。二氧化碳（动力学直径0.33 nm）也可以快速通过微孔孔口扩散到孔内，是比较强的被吸附气体。