活性炭

活性炭 または略して木炭 （Carbo medicinalis、薬用炭）は、化学、医学、水および廃水処理、換気および空調などの吸着剤として使用される大きな内面を持つきめの細かい木炭です。粒状で使用されるか、錠剤の形に圧縮されます (木炭コンパクト)。

プロパティ

活性炭は主に炭素 (通常> 90%) で構成されており、高度に多孔質な構造になっています。毛穴はスポンジのようにつながっています。内面は 300 ～ 2000 m²/g 石炭です。 2グラムの活性炭の内部表面積は、サッカー場の面積にほぼ相当します。活性炭の密度は 200 ～ 600 kg/m³ です。マイクロポア (<1nm)、メソポア (1-25nm)、マクロポア (>25nm) のポアサイズ分布が吸着特性を決定します。

一辺の長さが 1cm の立方体の場合、内面は外面よりも 10,000 倍以上大きくなります。

抽出

活性炭は、植物、動物、鉱物、または石油化学物質から作られています。出発物質はzです。 B. 木材、泥炭、木の実の殻、亜炭、硬質石炭、またはプラスチック。したがって、それはバイオチャーとも呼ばれます。動物の木炭として、ラテン語の carbo animalis 、動物の血液 (血炭) または骨 (骨炭) から作られた活性炭を指します。

通常、500～900℃で脱水剤（塩化亜鉛、リン酸）で処理するか、乾留して製造されます。このようにして得られた未加工の活性炭は、700 ～ 1000 °C で蒸気または二酸化炭素、場合によっては空気を使用して酸化することによって活性化されます。

目的によっては、活性炭に他の薬剤を処理（含浸）させて分離効果を高めます。防毒マスクの呼吸フィルターのフィルター カーボンは金属塩で覆われているため、多くの化学毒素の分離効果が向上します。

適用分野

活性炭は主に、ガス、蒸気、液体から不要な色、風味、臭いを除去する吸着剤として使用されます。活性炭の主な利点は、熱で再活性化できることです。活性炭は、主に顆粒、粉末、またはペレットの形で使用されます。活性炭繊維も市販されています。

たとえば、活性炭は次のものを取り除きます:

• 塩素、オゾン、その他の味覚や臭気を損なう物質、および水、甘味料、グリセリン、薬液からのバクテリア
• 化学または食品産業における液体の流れからの着色物質および不​​純物
• 空気中の毒素 (NBC マスクのフィルター、タンクやシェルターの換気システム)
• 原子力技術における空気中の六フッ化ウラン
• タンクシステムからの排気からのガソリン蒸気
• 排気および排気ガスからの塩素化炭化水素。 B. ドライクリーニング時
• たばこのフィルターに含まれるたばこの煙からのタールの割合
• ウォッカやその他の蒸留酒の不要な香料
• 靴の汗のにおい (活性炭を含むインソールによるもの)
• 大麻栽培における香料 (臭気中和)
• フーゼル油やビールのエステルなどの発酵副産物
• 水槽や池のフィルターに含まれる汚染物質

活性炭は、廃水処理で使用され、吸着可能な溶解廃水成分を水から除去します。このプロセスステップは通常、生物学的プロセス、沈殿、凝集などの安価な方法では目的の結果が得られない場合にのみ使用されます。この方法は、残留物を回収する目的で、産業における部分的な流れをきれいにするためにも使用できます。

活性炭のもう 1 つの重要な用途は、自動車業界のキャビン エア フィルターです。このフィルター クラスは、1990 年代半ばから空調システムで使用されています。いわゆるコンビネーションフィルター（これは特定のキャビンエアフィルタークラスです）には活性炭の層が含まれており、空気から有害なガスを除去し、乗客をこれらの汚染物質から保護します.この用途のために、世界中で年間 5000 トン以上の活性炭が処理されています。

水処理も活性炭への吸着を利用して原水を浄化します。

吸着能力が高いため、吸着ポンプで活性炭を使用して真空を作り出すこともできます。

活性炭の積載量は限られています。再生は通常、摂氏数百度に加熱することによって行われます。一方では負荷の一部 (例:有機溶剤) が蒸発しますが、別の部分はコークス化する可能性もあります。この場合、活性炭は生産中と同様に蒸気で再活性化する必要があります。

活性炭はヒートパックにも含まれています。

医療用途

医学では、活性炭は主に胃腸管から毒素を除去するために使用されます。無害な下痢性疾患では、例えばB. 消化管インフルエンザ（胃腸炎）、通常は炭コンプレットが使用されます. 中毒の緊急事態では、活性炭が大量に使用され、消化管にある、または有機体から腸肝循環を受ける経口摂取毒素を除去します.このような場合の投与量は、成人の体重 1 キログラムあたり 0.5 から 1 グラムの木炭です。

食品着色料

活性炭は、食品業界で着色剤 E 153 として使用されています。 E 153 は、濃縮果汁、ゼリー、ジャム、菓子、チーズのブラック ワックス コーティングに使用されます。

個別の証明

参考文献

• Hartmut von Kienle &Erich Baeder:活性炭とその産業への応用 、シュトゥットガルト、Ferdinand Enke Verlag、1980 年、ISBN 3-432-90881-4
• Roop Chand Bansal、Jean-Baptiste Donnet、Fritz Stoeckli:活性炭 .ニューヨーク、マルセル デッカー、1988 年、ISBN 0-8247-7842-1
• John W. Patrick (ed.):炭素の多孔性 .ロンドン、Edward Arnold、1995 年、ISBN 0-340-544732
• CD Roempp Chemie Lexikon、シュトゥットガルト、Georg Thieme Verlag
• 博士。医学トーマス・シュナイダー博士.医学Benno Wolcke、Roman Böhmer:Pocket Atlas Emergency &Rescue Medicine - Compendium for the Emergency Doctor .第 3 版、Springer Medizin Verlag Heidelberg、2000 年、2004 年、2006 年、ISBN 3-540-29565-8