활성탄소는 목재, 갈탄, 무연탄, 및 야자껍질 등을 원료로 제조되는 미세세공이 잘 발달된 무정형 탄소의 집합체로서, 활성화 과정에서 분자 크기 정도의 미세세공이 잘 형성되어 큰 내부표면적을 가지게 되는 흡착제이다. 활성탄소는 단위 g당 1,000㎡ 이상의 표면적을 갖기도 하는데 표면에 존재하는 탄소 원자의 관능기가 주위의 액체 또는 기체에 인력을 가하여 피흡착질의 분자를 흡착하는 성질이 있다. 따라서 활성탄소는 환경, 수처리 등의 제반 산업분야에서 활용되고 있다.
흡착은 고체의 표면력에기인해서 기체, 액체 혹은 용질, 분산물질,콜로이드물질을 흡착제 표면에 농축되는 현상으로 분자상호간에 존재하는 Van Der Waals Force에 의한 것으로 이와 같이 힘에 의한 흡착을 물리흡착 이라 하며, 흡착된 분자는 용이하게 표면에서 탈착한다. 이와는 별도로 화학흡착은 표면분자와 화학적으로 작용하는 것이다. 더 강한 힘으로 결합한 분자는 비가역적으로 탈착이 어렵다. 또한, 흡착은 발열현상으로 온도가 낮은편이 흡착에 좋은 조건인 것은 열역학적으로 분명하다.
활성탄소의 흡착과정은 3단계로 구분되며 흡착질 분자들이 흡착제 외부표면으로 이동하는 단계, 흡착질이 활성탄소의 Macro Pore, Meso Pore을 통과하는 확산 단계, 확산된 흡착질이 미세공 내부표면과의 결합이나 채워지는 단계로 구분할 수 있다.
기상흡착의 특성 :
· 온도가 상승할수록 흡착량은 감소한다.
· 흡착질의 농도 및 상대증기압이 높을수록 흡착량은 증가한다.
· 비점 E는 임계온도가 높을수록 물질이 흡착되기 쉽다.
· 혼합가스의 경쟁흡착에서는 단독 흡착시 강하게 흡착되는 성분쪽이 더욱 강하게 흡착된다.
· 1mmHg 이하 저압에서는 동족열 화합물의 분자크기에 따라 흡착력이 증가한다.
액상흡착의 특성 :
· 활성탄소는 소수성이므로 흡착질이 소수성일수록 흡착이 용이하다.
· 물에 대한 용해도가 작은 물질이 잘 흡착된다.
· 약전해질의 유기물은 이온상태 보다도 분자상태에 있을 때 흡착량은 크다.
· 방향족은 지방족에 비교하여 잘 흡착된다.
이 밖에도 상호간 인력, 회합, 공흡착, 표면작용기 등에 따라 흡착은 다르다.
활성탄의 용도
구 분
업 종(Industries)
용 도(Applications)
기 상 용 SG Series
전매업 Monopoly
담배filter용 Filter of cigarette
자동차공업 Motorcar Industry
자동차Canister용 Canister of motorcar
음 료 Beverage
탄산가스정제 Carbon dioxide purification
석유 화학 Petrochemicals
용제회수,가스정제,가스분리,탈 황 Solvent recovery, Gas purification & Separation, desulfurization
의약 제조 Pharmaceuticals
배기가스중의 독가스 제거 Toxic gas removal
기 타 Other
공기정화, 압축기의 유분제거 Air cleaning, Oil mist removal in compressor