吸附是粘附的原子，離子或分子從氣體，液體或溶解的固體的表面。此過程會在吸附劑表面形成一層吸附物薄膜。這個過程不同于吸收，在吸收過程中，流體（吸收物）被液體或固體（吸收劑）溶解或滲透。吸附是一種表面現象，雖然吸收涉及材料的整個體積，但吸附通常先于吸收。術語“吸附”包括這兩個過程，而解吸則是相反的過程。

IUPAC定義由于表面力的作用，物質在凝結層和液態或氣態層界面處的濃度增加。

注1：當材料與血液或體液接觸時，蛋白質的吸附非常重要。在血液的情況下，主要主要的白蛋白通常首先被吸附，然后根據對質量定律選擇的表面親和力（Vroman效應），重排有利于其他次要蛋白質。

注2：吸附分子是指在從溶液中吸附的情況下，耐用相同溶劑介質洗滌的分子。因此，洗滌條件可以改變測量結果，特別是當相互作用能較低時。

與表面張力一樣，吸附是表面能的結果。在塊狀材料中，材料組成原子的所有鍵合要求（無論是離子鍵、共價鍵還是金屬鍵）都由材料中的其他原子來滿足。然而，吸附劑表面的原子并未完全被其他吸附劑原子包圍，因此可以吸引吸附物。鍵合的確切性質取決于所涉及物種的細節，但吸附過程通常分為物理吸附（弱范德華力的特征）或化學吸附（共價鍵的特征）。它也可能由于靜電吸引而發生。

吸附存在于許多自然、物理、生物和化學系統中，廣泛用于工業應用，如多相催化劑、活性炭、捕獲和利用廢熱為空調和其他工藝要求提供冷水（吸附式制冷機）、合成樹脂、增加碳化物衍生碳的存儲能力和水凈化。吸附、離子交換和色譜是吸附過程，其中某些吸附物從流體相選擇性地轉移到懸浮在容器中或填充在柱中的不溶性剛性顆粒的表面。制藥工業應用，使用吸附作為延長神經系統暴露于特定藥物或其部分的一種手段，鮮為人知。

“吸附”一詞是由德國物理學家海因里希·凱澤(HeinrichKayser，1853–1940)于1881年創造的。

吸附劑通常以球形小球、棒、模制品或流體動力學半徑在0.25和5毫米之間的整料的形式使用。它們必須具有高耐磨性、高熱穩定性和小孔徑，這會導致更高的暴露表面積，從而具有高吸附能力。吸附劑還必須具有獨特的孔結構，以實現氣態蒸汽的快速傳輸。

大多數工業吸附劑分為以下三類之一：

• 含氧化合物——通常具有親水性和極性，包括硅膠和沸石等材料。
• 碳基化合物——通常是疏水性和非極性的，包括活性炭和石墨等材料。
• 聚合物基化合物–極性或非極性，取決于聚合物基質中的官能團。

硅膠是SiO2的化學惰性、無毒、極性和尺寸穩定（<400°C或750°F）無定形形式。它是由硅酸鈉和醋酸反應制得，然后經過老化、酸洗等一系列后處理過程，這些后處理方法導致了各種孔徑分布。

二氧化硅用于干燥工藝空氣（例如氧氣、天然氣）和從天然氣中吸附重質（極性）碳氫化合物。

沸石是天然或合成的結晶硅鋁酸鹽，具有重復的孔隙網絡并在高溫下釋放水。沸石本質上是極性的。

它們是通過在高壓釜中水熱合成鋁硅酸鈉或其他二氧化硅源，然后與某些陽離子（Na+、Li+、Ca2+、K+、NH4+）進行離子交換來制造的。沸石籠的通道直徑通常在2到9?之間。離子交換過程之后是干燥晶體，可以用粘合劑將其造粒以形成大孔顆粒。

沸石應用于工藝空氣干燥、天然氣脫CO2、重整氣脫CO、空氣分離、催化裂化、催化合成和重整。

非極性（硅質）沸石由不含鋁的二氧化硅源或通過含鋁沸石的脫鋁合成。脫鋁過程是通過在高溫下用蒸汽處理沸石來完成的，溫度通常高于500°C(930°F)。這種高溫熱處理破壞了鋁-氧鍵，鋁原子從沸石骨架中排出。

活性炭是一種高度多孔的無定形固體，由具有石墨晶格的微晶組成，通常制成小顆粒或粉末。它是非極性的且便宜。它的主要缺點之一是它會在中等溫度（超過300°C）下與氧氣發生反應。

活性炭可以由含碳材料制造，包括煤（煙煤、次煙煤和褐煤）、泥炭、木材或堅果殼（例如椰子）。制造過程包括兩個階段，碳化和活化。碳化過程包括干燥，然后加熱以從原材料中分離出副產品，包括焦油和其他碳氫化合物，并去除產生的任何氣體。該過程是通過在不能支持燃燒的無氧氣氛中將材料加熱超過400°C(750°F)來完成的。然后通過將碳化顆粒暴露于氧化劑（通常是高溫蒸汽或二氧化碳）來“活化”碳化顆粒。該試劑會燒掉碳化階段產生的孔隙阻塞結構，因此它們會形成多孔的三維石墨晶格結構。活化過程中形成的孔的大小是它們在這個階段花費的時間的函數。更長的暴露時間導致更大的孔徑。

活性炭用于吸附有機物和非極性吸附物，通常也用于廢氣（和廢水）處理。它是使用最廣泛的吸附劑，因為它的大部分化學（例如表面基團）和物理特性（例如孔徑分布和表面積）都可以根據需要進行調整。它的有用性還源于其大微孔（有時是中孔）體積和由此產生的高表面積。

水在表面的吸附在化學工程、材料科學和催化領域具有廣泛的重要性。也稱為表面水合，固體表面物理或化學吸附水的存在在控制界面性質、化學反應途徑和廣泛系統中的催化性能方面起著重要作用。在物理吸附水的情況下，可以簡單地通過在允許水完全蒸發的溫度和壓力條件下干燥來消除表面水化。對于化學吸附的水，水合可以是解離吸附的形式，其中H2O分子分解為表面吸附的-H和-OH，或分子吸附（締合吸附），其中單個水分子保持完整

具有水吸附質的Linde13X等合成沸石的低成本（200美元/噸）和高循環率（2,000×）最近在用于熱能儲存(TES)，特別是低檔太陽能和廢熱。從2000年至今（2020年），歐盟資助了幾個試點項目。基本概念是將太陽能熱能作為化學潛能儲存在沸石中。通常，來自平板太陽能集熱器的干熱空氣流過沸石床，從而驅除存在的任何水吸附物。根據沸石的體積和太陽能熱板的面積，儲存可以是晝夜、每周、每月，甚至是季節性的。當需要在夜間、沒有陽光的時間或冬天加熱時，加濕的空氣會流過沸石。當濕氣被沸石吸收時，熱量會釋放到空氣中，然后釋放到建筑空間。這種特別使用沸石的TES形式是Guerra于1978年首次教授的。

建議用于碳捕獲和儲存的典型吸附劑是沸石和MOF。吸附劑的定制使它們成為吸收的潛在有吸引力的替代品。由于吸附劑可以通過溫度或壓力擺動進行再生，因此該步驟比吸收再生方法能耗更低。碳捕獲中吸附成本存在的主要問題是：再生吸附劑、質量比、溶劑/MOF、吸附劑成本、吸附劑生產、吸附劑壽命。

在吸附增強型水煤氣變換(SEWGS)技術中，基于固體吸附的燃燒前碳捕獲過程與水煤氣變換反應(WGS)相結合，以產生高壓氫氣流。產生的CO2流可以儲存或用于其他工業過程。

蛋白質吸附是一個在生物材料領域具有基礎性作用的過程。事實上，與生物介質（例如血液或血清）接觸的生物材料表面會立即被蛋白質覆蓋。因此，活細胞不直接與生物材料表面相互作用，而是與吸附的蛋白質層相互作用。該蛋白質層介導生物材料與細胞之間的相互作用，將生物材料的物理和化學特性轉化為“生物語言”。事實上，細胞膜受體結合蛋白質層生物活性位點，這些受體-蛋白質結合事件通過細胞膜以刺激特定細胞內過程的方式轉導，然后決定細胞粘附、形狀、生長和分化。蛋白質吸附受許多表面特性的影響，例如表面潤濕性、表面化學成分和表面納米級形態。表面活性劑吸附是一種類似的現象，但利用表面活性劑分子代替蛋白質。

將吸附劑與制冷劑結合，吸附式制冷機利用熱量提供冷卻效果。這種以熱水形式存在的熱量可能來自任何數量的工業來源，包括來自工業過程的廢熱、來自太陽能熱裝置的原熱或來自活塞發動機或渦輪機的排氣或水套熱量。

雖然吸附式制冷機和吸收式制冷有相似之處，但前者是基于氣體和固體之間的相互作用。冷卻器的吸附室充滿了固體材料（例如沸石、硅膠、氧化鋁、活性炭或某些類型的金屬鹽），它們在中性狀態下已經吸附了制冷劑。加熱時，固體解吸（釋放）制冷劑蒸汽，隨后冷卻和液化。然后，這種液態制冷劑通過其汽化焓在蒸發器中提供冷卻效果。在最后階段，制冷劑蒸氣被（重新）吸附到固體中。由于吸附式制冷機不需要壓縮機，因此相對安靜。