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活性炭について
物理特性:
活性炭は孔の多い炭化物の一種で、豊富な隙間のある構造で、良好な吸着特性がある。この吸着作用が物理及び化学的な吸着力をもとに出来上がり、その外観の色は黒く見える。
成分は主要な炭素の外に、少量の水素、窒素、酸素を含む。その構造の外形は六角形に似ている。不規則な六角形の構造で、その体積が小さくて表面積が高いことになった。1グラム当たりの活性炭の表面積比は1000平方メーター余りにも当たる。
活性炭の材質:
活性炭は主に木材、煤、果物の殻、骨、石油の滓等、炭含有量の高い物質で作られた。椰子の殻は一番よく使われた原料である。同じ条件で、椰子の殻の活性炭の活性品質及びその他の特性は一番良い。最大の表面積比があるからである。
生産プロセス:
活性炭の生産は普通二つのプロセスに分ける。第一歩は炭化である。原料を170 から600の温度で乾燥させ、同じ量の80%の有機組織を炭化させる。第二歩は活性化である。第一歩で炭化した炭化料を反応炉に送り、活性化剤と水蒸気と反応させ、その活性化プロセスを完成し、成品を作る。熱吸着の反応プロセスで、主にCO及びH2の総合ガスを生成する。炭化料を適当な温度 (800至1000度)まで加熱し、分解可能な物質を全部除去し、豊富な隙間構造及び大きな表面積比を齎し、活性炭に強い吸着力を付けた。材料によって、活性炭の孔も違う。この内、椰子の殻を原料とした活性炭の穴が一番小さい。木質の活性炭の孔も割合に大きくて、煤質活性炭の孔は両者の間にある。活性炭の孔は一般的には三種類に分ける:大きな孔:1000-1000000A過渡孔:20-1000Aミニ孔:20A 以上の特性から見ると、異なる吸着現象について、一番良い性能価格比を実現するようにそれ相応の活性炭を選定する必要がある。そこで、普通には液相吸着で、割合に多い過渡孔及び平均孔の大きい活性炭を選ぶべきである。
活性炭の応用
活性炭の吸着特徴に応じて、活性炭は主に水中汚染物の除去、脱色、液体とガスの濾過浄化、又は空気の浄化処理、排気の回収(例えば化学工業業界で"ベンゼン"の回収)、貴重金属の回収及び抽出(例えば黄金の抽出)に使われる。
科学の発展に伴って、活性炭の用途もだんだん幅広くなりつつある。国が生態環境を重視するにつれて、活性炭も益々大きな役割を果たしている。
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