활성탄 흡착 실험 레포트

소개글

활성탄이란 목재, 석탄 등의 물질을 원료로 사용하여 고온에서 소성 부활시킨 특수탄소로 활성화 과정에서 분자크기 정도의 미세세공이 잘 발달된 무정형 탄소의 집합체로서, 흡착성이 강하여 흡착제로 사용된다. 활성탄의 넓은 내부표면적을 바탕으로 한 흡착특성으로 물속에 존재하는 다양한 오염물질의 흡착제거가 가능하며, 특히 잔류염소, 유기물흡착, 탈취성능이 우수하여 이 분야에 많이 사용되고 있다. 이번 실험은 이러한 활성탄의 성질을 이용하여 각각의 특성이 다른 염료를 흡착시킴에 따라 각각의 속도를 측정하고, 흡착등온선을 작성하여 환경과 관련하여 오염물질을 제거하는 것과 관련하여 실험 및 탐구하였다.

목차

1. 활성탄흡착
2. 이론
3. 실험방법
4. 결과 및 고찰

본문내용

2.1 활성탄(活性炭, active carbon)이란?
활성탄이란 주로 야자껍질, 목재, 석탄 등의 물질을 원료로 사용하여 고온에서 소성 부활시킨 특수탄소로 활성화 과정에서 분자크기 정도의 미세세공이 잘 발달된 무정형 탄소의 집합체이다. 이는 표면적을 크게한 숯과 유사한 물질로, 흡착성이 강하고, 대부분이 탄소로 구성되어 있다.
제조방법은 목재 · 갈탄 · 이탄(泥炭) 등을 활성화제인 염화아연이나 인산과 같은 약품으로 처리하여, 건조시키거나 목탄을 수증기로 활성화시켜 만든다. 일반적으로 활성탄은 가루상태나 입자상태로 제조되는데, 가루인 것은 입자상태로 만들어 사용하기도 한다. 용도는 주로 흡착제로서 기체나 습기를 흡수시키는 데 사용되는데 분말인 것은 각종 용액과 식품류의 탈색, 수은, 세제의 제거, 그 외 용제회수 등 다방면으로 폭넓게 사용되고 있으며, 그 밖에 가스 정제용, 오폐수를 처리하는 등 용도가 다양하다.
원래 활성화란 복사(輻射)의 흡수나 고속입자선의 충격 등으로 인하여 원자나 분자 또는 이온 등이 고에너지 상태로 되어 화학반응이나 결정격자(結晶格子)1를 일으키기 쉬운 상태로 변하는 것을 말한다. 또 촉매작용으로 그 표면상태의 변화나 다른 물질의 첨가로 그 기능이 훨씬 높아지는 것을 뜻하는 것이므로, 활성탄도 이와 같은 활성화제를 첨가하여 탄소질의 기능이 향상된 것을 뜻한다.
활성탄은 1g당 800∼1200㎥의 내부표면적을 갖고 있는 흡착제로, 부분적인 화학흡착이 일어나나, 대부분의 흡착은 활성탄 내부에 존재하는 탄소원자의 관능기가 주위의 액체나 기체에 인력을 가하여 흡착질 분자를 포집하는 물리흡착이다. 따라서 온도, 압력, 농도, pH 등의 물리적 조건에 따라 흡착량도 변화될 수 있다. 활성탄의 넓은 내부표면적을 바탕으로 한 흡착특성으로 물속에 존재하는 다양한 오염물질의 흡착제거가 가능하며, 특히 잔류염소, 유기물흡착, 탈취성능이 우수하여 이 분야에 많이 사용되고 있다.

참고 자료

1. 수질분석 및 실험, 신광문화사(2004)
2. Chemistry for environmental engineering, CLAIR N. SAWYER, PERRY L. McCARTY, GENE F. PARKIN