활성탄 상식 01

1.활성탄이란?

활성탄은 활성탄소(Activated Carbon)라고 말하기도 하며, 흡착성이 강하고 대부분의 구성물질이 탄소질로된 물질이다.
야자각, 목재류, 갈탄, 무연탄, 유연탄등의 탄소질 원료를 태우는 활성화 과정을 통해 분자 크기 정도의 미세세공을 발달시킨 흡착제이며, 흡착성이 강한 분상 또는 입상다공성 물질로 내부에는 1g당 500~1500㎡ 정도의 표면적을 갖고 있다.
최근 참숯, 대나무숯, 야자숯등 우리생활에서 쉽게 접해볼수 있게 되었으며, 화장품 부터 담배, 정수기 등 여러 분야에서 다양하게 사용되고 있다.
이러한 숯(Char)은 탄소질 원료를 탄화만 한 상태로 소량의 세공과 흡착능력을 가지고 있으며, 이 숯을 물리화학적으로 활성화한 것을 활성탄이라고 한다.

2.활성탄의 분류

활성탄은 아래와 같이 형태, 원료, 용도, 활성화 방법에 따라 분류될 수 있다.

① 형태에 의한 분류

• 파쇄상 : 입자크기가 보통 3~200mesh로써 불규칙한 형상

• 분말상 : 통상 200mesh 이하의 입도

• 성형상 : 조립탄, 규격크기의 형상으로 주로 구형, 원주형

• 섬유상 : ACF라고 말하며 Cloth 상태임

② 원료에 의한 분류

• 식물계 : 야자각, 목재, 톱밥, 목탄 등

• 석탄계 : 유연탄, 무연탄, 갈탄, 이탄 등

• 석유계 : 석유잔사, 황산 슬러지, 오일카본

• 기타 : 펄프폐액, 합성수지 폐재, 유기질 폐기물

③ 용도에 의한 분류

• 기상용 : 공기 및 Gas 중 선택적 제거 성분의 흡착

• 액상용 : 물 및 액상물질 중 선택적 성분의 제거

• 촉매용 : 활성탄 특성을 활용한 촉매 및 간접담체로 활용

• 기타 : 의약용으로도 정제 후 사용

④ 활성화 방법에 의한 분류

• 기체 활성화법 : 각종 산화성가스(수증기, 이산화탄소, 공기 등)에 의해 800~1100℃ 정도의 고온가스활성화 반응으로 부활되고, 흡착성능은 산화성 가스의 화학적 성질과 농도, 반응온도, 부활시간, 원료에 포함되어 있는 양과 종류 등에 의해서 결정되며 크게 회전로와 다단로를 이용 제조된다.

• 약품 활성화법 : 인산, 황산 등의 산을 사용하여 약품처리하는 부활법으로 제조공정의 복잡성, 장치부식, 2차오염 및 경제성 등으로 주로 가스활성화법인 수증기 부활법이 널리 이용되고 있다.

3.흡착현상이란?

활성탄의 흡착은 흡착제 표면에 피흡착질 분자가 축적되는 것이며, 흡착될 수 있는 물질의 양은 흡착제의 비표면적 크기에 따라 다르다. 활성탄의 세공은 복잡한 그물 망 구조를 나타내며 거대한 내부표면적을 이루고 있는 모세관을 가지고 있다.

정수 처리: 수돗물에서 염소, 유기 화합물, 미세한 불순물을 제거하는 데 사용됩니다.

• 공기 정화: 실내 공기나 산업 공정에서 발생하는 유해 가스 및 냄새를 제거합니다.

• 음료 및 식품 산업: 음료수 및 식품에서 맛과 냄새를 개선하기 위해 사용됩니다.

• 귀금속 회수: 야자계 활성탄은 금이나 은 같은 귀금속을 회수하는 공정에서도 사용됩니다.