活性炭吸着の原理

1. 独自の細孔構造に応じて

活性炭は、主に黒色の外観、発達した内部細孔構造、大きな比表面積、および強力な吸着能力を備えた炭素質材料でできた微結晶炭素材料の一種です。活性炭材料には目に見えない多数の微細孔があり、1グラムの活性炭材料の微細孔は、使用後に拡大され、表面積は最大800〜1500平方メートルになります。つまり、米粒サイズの活性炭粒子の細孔の内部表面積は、リビングルームのサイズになる可能性があります。これらは人間の毛細管細孔構造のように高度に発達しているため、活性炭は優れた吸着性能を備えています。

活性炭吸着とは、不活性固体である活性炭の表面にガスまたは液体を吸着させる作用です。このプロセスは、水、空気、ガス流から様々な溶解性汚染物質を除去するために使用されます。

2. 分子間の吸着力

「ファンデルワールス重力」としても知られています。分子の運動速度は温度と物質の影響を受けますが、常に微小環境内で運動しています。活性炭は分子間の相互引力により、活性炭の内孔に捕らえられた分子が活性炭の内孔に取り込まれると、分子間の相互引力により、より多くの分子が引き寄せられ、活性炭の内孔が満たされるまで続きます。

活性炭の吸着原理：粒子表面に形成された表面濃度バランス層により、不純物質の有機物が活性炭粒子に吸着され、初期には高い吸着効果を発揮します。しかし、時間の経過とともに活性炭の吸着能力は様々な程度に弱まり、吸着効果も低下します。水槽の水が濁り、水中の有機物含有量が高い場合、活性炭はすぐにろ過機能を失ってしまいます。活性炭は定期的に洗浄または交換する必要があります。