活性炭について何を知っていますか？

活性炭とは何を意味しますか?

活性炭は、炭素含有量の高い天然素材を加工したものです。例えば、石炭、木材、ココナッツなどは、この原料として最適です。得られた製品は高い多孔性を有し、汚染物質の分子を吸着・捕捉することで、空気、ガス、液体を浄化します。

活性炭はどのような形で供給できますか？

活性炭は、粒状、ペレット状、粉末状の形態で商業的に製造できます。用途に応じて異なる粒子径が用いられます。例えば、空気処理やガス処理では、流量制限が重要なため、圧力損失を最小限に抑えるために粗い粒子が使用されます。一方、除去プロセスが遅い液体処理では、浄化プロセスの速度、つまり反応速度を向上させるために、より細かい粒子が使用されます。

活性炭はどのように機能するのでしょうか?

活性炭は吸着というプロセスで機能します。これは、ロンドン力と呼ばれる弱い力によって分子が炭素の広大な内部表面に引き寄せられる現象です。分子は吸着された状態で固定され、加熱や圧力などのプロセス条件が変化しない限り、除去することはできません。これは、活性炭が物質を表面に濃縮し、後で剥離・回収するために使用できるという点で有用です。金の回収における活性炭の使用は、この一般的な例の一つです。

場合によっては、活性炭は化学的に処理されて汚染物質が除去されますが、この場合、結果として生じる反応化合物は通常は回収されません。

活性炭の表面も完全に不活性というわけではなく、利用可能な広い内部表面積を利用して、さまざまな触媒プロセスを実現できます。

アプリケーション上の活性炭とは何ですか?

活性炭には、ろ過から精製までさまざまな用途があります。

近年、飲料水における味や臭いの問題は、世界中で深刻かつ頻繁に発生しています。消費者にとっての審美的な問題に加え、これは水質と安全性に関する不確実性も必然的に生み出します。味や臭いの問題を引き起こす化合物は、人為的（産業廃棄物や自治体からの排出物）または生物起源の可能性があります。後者の場合、それらはシアノバクテリアなどの微生物によって生成されます。

最も一般的な2つの化合物は、ゲオスミンと2-メチルイソボルネオール（MIB）です。土のような匂いを持つゲオスミンは、プランクトン性シアノバクテリア（水中に浮遊する）によって生成されることが多いです。カビ臭を持つMIBは、岩、水生植物、堆積物に形成されるバイオフィルムで最も多く生成されます。これらの化合物は、数ppt（ng/l）という非常に低濃度でも、人間の嗅覚細胞によって感知されます。

従来の水処理方法では、MIB（ミクロバイオマス）とジオスミンを味覚および臭気の閾値以下に除去することが通常不可能であるため、この用途には活性炭が使用されます。一般的な使用方法は、粉末活性炭（PAC）を季節ごとに水に投入することで、味覚および臭気の問題を抑制します。