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| 활성탄소정의 |
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활성탄소는 가연성 물질을 탄화(Carbonization)시켜 숯(Char, Charcoal)상태로
만든 다음, 가스나 약품을 이용한 활성화 과정을 거친 다공성 탄소의 집합체로서, 활성화된(Activated) 탄소(Carbon)의 의미로 활성탄소(Activated Carbon)라고 간단히 정의한다.
가연성물질(야자각,목재,유연탄,무연탄 등)을 약 600°C정도에서 탄화과정을 거쳐
만들어진 숯은 조직 내의 휘발성 물질등이 없어지면서 미세한 공간들이 생겨나
어느 정도의 세공과 내부표면적을 생성하게 된다. 우리 선조들은 이러한 숯을 장
담글 때 등에 활용해온 것은 이러한 흡착능력을 활용한 예라고 할 수 있다.
탄화된 숯을 원료로 하여 약 900°C이상의 고온에서 스팀을 이용하여 미세한 세공을 고도로 발달시키게 되는 활성화 과정을 거치면 내부에 나노미터 단위의 미세한 세공(Pore)이 잘 발달되고, 무수한 미세공간의 통로로 연결되어 높은 내부표면적을 가지게 된다. |
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활성탄소는 이러한 세공의 발달과 함께 반데르발스(Van Der Waals) 인력과 탄소 표면의 관능기에 의해 여러 유기물질과 유해물질을 흡착/제거하는 성질이 있는 물질이라고 할 수 있다.
활성탄소와 숯은 외관상으로도 비슷하고, 숯(Char, Charcoal)에도 소량의 흡착능력이 있으나, 내부의 세공정도와 흡착능력면에서는 엄격히 구분되어야 한다. |
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<원료에 따른 분류>
- 식물질 : 야자각, 목재, 톱밥, 대나무, 목탄, 펄프제조 부산물, 호두각 등
- 석탄질 : 유연탄, 무연탄, 역청탄, 니탄, 초탄, 갈탄, 아탄 등
- 석유질 : 석유 Cokes, 석유핏치, 황산 슬러지, Oil carbon 등
- 폐기물질 : 펄프폐액, 합성수지, 유기질 폐기물
- 섬유계 : 페놀수지, 프란수지, 폴리염화비닐수지 등.
- 동물질 : 동물뼈(골탄)
<물리적 형상에 따른 분류>
- 입상(GAC : Granular Activated Carbon) : 파쇄상이라고도 하며, 입자크기가 보통 3~80mesh로써 불규칙한 형상이다
- 성형상: 원주형태, 고가이지만 높은 흡착율을 보여 고농도의 가스처리에 주로 이용됨.
- 분말상(PAC : Powdered Activated Carbon) : 보통 100mesh 이하의 입도임 (수처리제 규격 : 200mesh 이하, 90%)
- 생물활성탄(BAC) :
- 섬유상 : ACF라고 명하며, Cloth 상태임
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| 구분 |
특징 |
용도 |
비고 |
| 기상용 |
Micro세공발달 |
- 담배필터
- 일반정화용
- 용제회수
- 자동차 캐니스터
- 방독마스크
- 가스정제 |
- 비교적 분자가 작은 물질이 흡착되도록 Micro 세공이 발달된 야자
껍질계열의 활성탄 많이 이용
- 용제회수, 자동차 캐스니터 등과 같이 흡탈착공정이 연속적인 균일한 세공 분포와 축적된 열확산을 위해 Messo pore를 더 발달 시킴. |
| 액상용 |
Messo,
Macro세공발달 |
- 정수
- 폐수
- 당액탈색 등 |
- 분자가 큰 물질이 잘 흡착되도록 큰 Pore가 발달된 활성탄으로 Messo, Macro 세공이 발달되어 있음 |
| 촉매 및 촉매담체 |
고강도 저회분
Messo세공 발달 |
- 할로겐화
- 수소화 등 |
- 촉매물질이 첨착되어도 높은 비표면적이 유지되도록 세공이 커지게 발달시킴 |
| 특수 공정용 |
공정 용도에
따른 첨착가공 |
- 금회수, 방사선용
- 방독면
- 반도체, 석유정제
- 의약용 |
- 특정 물질 선택 흡착 강화 |
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