本发明公开一种利用不同炭材料活化过氧乙酸经电子转移机制去除水中污染物的方法及其应用。该方法步骤如下：室温下，将过氧乙酸加入含有有机污染物的水中，调节pH，再加入含羟基官能团的炭材料进行反应，以活化过氧乙酸，期间通过电子转移去除有机污染物。所述含羟基官能团的炭材料选自生物炭或常规炭；所述生物炭由核桃壳、花生壳中的一种或两种经热解后获得；所述常规炭选自石墨粉、乙炔黑或导电炭黑。本发明以廉价的炭材料为活化剂，以过氧乙酸为氧化剂，可以产生高活性的活性物种，进而通过电子转移去除有机污染物。该方式不仅可以克服金属活化剂导致的二次污染问题，同时能够避免利用价格更高的碳纳米管造成成本过高的弊端；极大降低废水处理成本，变废为宝，有利于环保。