活性碳對水中雜質物的去除作用，是基于活性碳的活性表面和不飽和化學鍵。由于活性碳的表面積很大（500－1500m2/g）。加之表面又布滿了平均直徑為2－3nm的微孔，所以活性炭具有很高的吸附能力。同時，由于活性炭表面上的碳原子在能量上是不等值的，這些原子含有不飽和鍵，因此具有與外來分子或基團發生化學作用的趨勢，對某些有機物有較強的吸附力。研究證明，活性炭對氯的吸附，不*是其表面對氯的物理吸附作用，而是由于活性炭而起了催化作用，促使游離氯的水解，和產生新生態氧的過程加速。其反應式如下：
CL2+H2O==HCL=HCLO
HCLO_活性炭__HCL+{O}
這里產生的{O}可以和活性炭中的碳或其他易氧化組分相互反應而得以去除：C+2[O]－CO2
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