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活性炭本身有各种催化作用，可作为催化剂单独使用。活性炭是耐热、耐酸、耐碱的孔隙结构发达的固体，因而可用作催化剂载体，如触媒载体煤质活性炭。活性炭可与附载的其它物质形成络合物催化剂，使二者的组合催化活性急剧增大。
活性炭被用作卤化加成、卤化置换，脱卤化氢、氧化、氧化脱氢、脱氢、聚合等反应的催化剂。加成卤化反应:光气(COCL2)由一氧化碳和氮气合成，在80~150℃、101300~Pa下让一氧化碳和氯气的混合气体通过活性炭层，反应进行快，而且得率高。本反应中，利用活性炭的吸附性或者催化性作用可加快氛气的解离或起到从烃中夺取氢的作用。
脱卤化氢反应：由一二氯乙烷脱氯化氢生成氯乙烯的反应。在加热时或在固体酸等的催化下反应都能进行，但用活性炭作催化剂，反应的加热温度降低150~200℃，且选择率显著提高，比用其它催化剂的反应速度明显增大。
活性炭作催化剂的氧化脱氢反应温度低，一般为℃。特别是烷烃的氧化脱氢反应，用金属或金属氧化物作催化剂是困难的，而活性炭有特殊的催化作用。用活性炭催化的氧化脱氢反应，缺点是选择率不太高(约为80%)。若能抑制完全氧化的副反应，选择活性炭作催化剂还是比较实用的。
脂环式烃或脂肪族烃和醇的脱氢反应，活性炭催化剂虽不象白金族金属那样具有很高的活性，但比氧化铬系催化剂的活性高得多，即使在450℃下反应速度也非常快。
三聚氯氰是农药、染料、医药中间体等的主要原料，用于除草剂及增白剂生产的用量很大。国内用特制活性炭作催化剂，把原液相催化聚合工艺改为气相催化聚合工艺，寿命、转化率都超过旧工艺300倍，总收率达90%以上，质量达优级品。
用活性炭作催化剂的还有醇脱水、裂解、异构化、醋化、氢解等反应。
