活性炭の熱活性化は、炭素材料の吸着特性を高めるプロセスである。
これは、表面積と細孔容積を増加させることによって行われる。
このプロセスでは、炭化物を高温にさらす。
この温度は通常800～1100℃の範囲である。
炭化物は酸化性ガスの存在下で暴露される。
一般的な酸化性ガスには、CO2、水蒸気、空気などがある。
活性化プロセスにより、非常に多孔質の構造が形成される。
これにより、さまざまな物質を吸着する能力が大幅に向上する。
活性炭はさまざまな用途で重宝されている。
その用途には、浄水、空気ろ過、ガス分離などが含まれる。
4つのポイント
炭化工程
乾燥段階
乾燥段階は100℃以上で始まります。
この段階で、バイオマスの細孔に閉じ込められた水分が蒸発する。
熱分解
熱分解は260～300℃で起こる。
この過程でセルロース、ヘミセルロース、リグニンが分解される。
CO、CO2、CH4、H2、タールなどの揮発性物質を放出する。
熱活性化プロセス
活性化温度
活性化プロセスでは、炭化物を800～1100℃に加熱する。
酸化性ガス
CO2、水蒸気、空気などの酸化性ガスが使用される。
これらのガスは高い多孔質構造を作ります。
目的
このプロセスの目的は、吸着特性を高めることである。
これは、表面積と細孔容積を増加させることによって達成される。
活性炭の用途
水の浄化
活性炭は、不純物や汚染物質の除去に効果的です。
空気ろ過
汚染物質を捕捉し、空気の質を改善するために使用されます。
ガス分離
活性炭は、様々な工業プロセスにおけるガスの分離と浄化に役立ちます。
使用設備
ロータリーキルン
ロータリーキルンは大規模生産に適しています。
高温を維持し、大量の原料を扱うことができます。
他のプロセスとの比較
乾留
高温（280～300℃）で炭化する。
揮発性の放出が少なく、エネルギー効率が高い。
焼成
焼成は、化学解離のために高温に加熱することを含む。
無機材料の製造によく用いられる。
熱脱着
熱脱着は、燃焼させずに熱で揮発性成分を分離します。
無機鉱物から農薬を除去するためによく使用される。
これらの重要なポイントを理解することで、ラボ機器の購入者は十分な情報に基づいた意思決定を行うことができる。
これには活性炭の使用と調達に関する決定も含まれる。
また、活性炭の製造と活性化に必要な装置に関する決定も含まれる。
熱活性化プロセスは、炭素材料の吸着能力を最大化するために極めて重要である。
そのため、多くの環境・産業用途で欠かせないものとなっています。
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