活性炭中除了碳元素以外，包含两类掺杂物，一类是化学结合的元素，主要是氧和氢，来源于未完全炭化的原料，或者是在活化过程中，外来的非碳元素与碳发生化学结合;另一类掺杂物是灰分，它是活性炭的无机部分，主要来自活性炭生产用原料。木质活性炭灰分含量较低，一般在8％以下，煤基活性炭灰分含量较高，一般在8%-20%，采用超纯煤或特殊加工工艺，煤基活性炭灰分可降到6%以下。
活性炭是疏水性的非极性吸附剂，能选择性地吸附非极性物质，而对不饱和的含碳化合物，如含双键或叁键的化合物选择吸附能力较小;活性炭比表面积较大，一般活性炭产品的比表面积可达500一1200m2/g，特殊用途的活性炭具有更高的比表面积。
活性炭表面化学性质与活性炭加工工艺有关;在高温下用水蒸气活化制得颗粒活性炭表面多含碱性化合物，而用氯化锌法制得活性炭表面多含酸性化合物。
活性炭的化学性质非常稳定，能耐酸、碱;能在比较大的酸碱度范围内应用;活性炭不溶于水和其他溶剂，所以能在水溶液和许多溶剂中使用;活性炭能经受高温和高压的作用，在有机合成中常用作催化剂或载体。
活性炭使用失效后，可以用各种方法进行再生，使其恢复原来的吸附能力，活性炭一般能进行多次反复再生，如果再生方法合适，其吸附能力不会显著降低。

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