活性炭の概要
活性炭（別名：活性炭）は、炭素含有原料を炭化・活性化して製造される、発達した細孔構造と優れた物理的吸着能力を有する炭素系材料です。
活性化は核心的な工程です。高温下で物理的または化学的手法を用いて炭素原子をエッチングし、不純物を除去することで多量の細孔を形成し、比表面積および吸着性能を大幅に向上させます。
構造
活性炭は、グラファイト化微結晶と非晶質炭素から構成され、互いに接続した樹状の細孔構造を有します。
IUPAC分類によると：
- 大孔：50 nm超
- 中孔：2–50 nm
- 微孔：2 nm未満
大孔は大きな分子を吸着し、微孔は小さな分子を吸着します。
理化学的性質
黒色、高吸着性、化学的に安定、耐酸・耐アルカリ性、防水性、耐熱性、水より軽く、疎水性。
分類
原料別（中国規格 GB/T 32560-2016）
形状別
粉末状、粒状、押出成形、円筒状、球状、活性炭繊維、ハニカム状活性炭など
主要技術指標
- 比表面積：500–1300 m²/g
- 硬度および摩耗抵抗性
- ヨウ素吸着値：600–1000（小分子の吸着）
- モラセス吸着値：100–500（大分子の吸着）
製法
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物理的活性化 ：炭化材を約1000°Cで水蒸気、CO₂または空気と反応させる。
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化学的活性化 ：塩化亜鉛などの化学薬品と原料を混合し、細孔発達を促進する。
主要な用途
- 水処理：残留塩素、臭気、農薬および有機汚染物質を除去。
- 空気清浄：ホルムアルデヒド、総揮発性有機化合物（TVOC）、煙、および悪臭を吸着します。
- 産業用途：廃水処理、貴金属回収、砂糖および食品の脱色。
- 医療用途：医療用グレードの活性炭は、消化管内の毒素を吸着する解毒剤として使用されます。
再生
活性炭の再生処理により、吸着された物質を構造を損なうことなく除去し、吸着能力を回復させて再利用が可能になります。これにより、コストと資源の節約が実現されます。
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