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活性炭在许多吸附过程中伴有催化反应，表现出催化剂的活性。例如活性炭吸附二氧化硫经催化氧化变成三氧化硫。由于活性炭有特异的表面含氧化合物或络合物的存在，对多种反应具有催化剂的活性，例如使 和一氧化碳生成 。由于活性炭和载持物之间会形成络合物，这种络合物催化剂使催化活性大增，例如载持钯盐的活性炭，即使没有铜盐的催化剂存在，烯烃的氧化反应也能催化进行，而且速度快、宜宾附近选择性高。由于活性炭具有发达的细孔结构、宜宾当地巨大的内表面积和很好的耐热性、宜宾本地耐酸性、宜宾本地耐碱性，可作为催化剂的载体。例如，有机化学中加氢、宜宾附近脱氢环化、宜宾当地异构化等的反应中，活性炭是铂、宜宾本地钯催化剂的优良载体。
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活性炭的吸附能力的另一个表现就是脱色能力，活性炭是具有能将有色液体变成浅色或无色的神奇能力，这其实就是因为活性炭吸附了有色液体里的色素分子的原因造成的。正因为活性炭的这种特性，被广泛应用于制糖工业领域中红糖变白糖的生产过程中。取两只透明杯子，在一只杯子里放入纯净水，然后滴入一滴红墨水（这里可以用任何一种便于观察但不改变水的性质的色素都可以，例如蓝墨水、宜宾同城打印机彩色墨水，但不能使用墨汁和碳素墨水），搅拌均匀后将一半有色水倒入另一个杯子中留作对比样。将活性炭放入有色水中，数量应达到水的一半或更多，这样效果会比较明显，静置10―20分钟后与对比水样进行对照，在同等条件下，脱色效果越强说明活性炭吸附性越好。
活性炭烟气综合净化技术是一种通过在废气中添加一定量的活性炭来吸附和催化有害气体的技术。这种技术利用活性炭的高效吸附性和催化性，能够显著提高废气净化效率。当废气通过活性炭层时，有害气体会被吸附在活性炭的表面上，同时催化剂的作用下，有害气体还原为无害物质。经过多次循环的过滤和再生，可达到较高的废气净化效率。活性炭具有发达的多孔结构和巨大的比表面积，为吸附质分子提供了丰富的吸附位点。活性炭的表面官能团，如氧、宜宾附近氮和氢，赋予其极性，从而与吸附质分子形成物理键和化学键。活性炭的吸附容量和选择性受其比表面积、宜宾孔隙结构、宜宾当地表面官能团和吸附质性质的影响。活性炭吸附机理包括物理吸附、宜宾化学吸附和表面络合。活性炭吸附的应用包括水净化、宜宾废水处理和空气净化。
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