[역사】
예전에는 골탄이나 혈탄 등의 수탄(獸炭)이 이용된 일도 있으나 현재에는 오직 목탄에서 제조된다. 목탄이 흡착성을 갖는 것은 15세기경에 알려져 있었으나, 금세기의 제1차 세계 대전에서 가스 마스크용으로 흡착용 탄의 대량 생산이 필요해졌고, 현재는 다량으로 사용되고 있다.
【조성】
주체는 무정형 탄소. 이외에 원료 중의 불순물에 유래하는 무기 성분(실리카, 알루미나, 철 등)을 포함한다.
【제법】
원료의 종류에는 목재, 톱밥, 야자열매 껍질, 리그닌, 소의 뼈, 혈액, 아탄, 갈탄, 토탄, 활성화 석탄 등을 들 수 있다. 제법은 원료를 탄화한 후 활성화해 정제한다. 제품의 형태에서 분말 활성탄과 입자 활성탄으로 구분된다. 표에 각각의 제조 방식을 나타낸다. 입자로 된 활성탄을 입자탄이라 부른다. 가늘게 부서진 활성탄을 파쇄탄이라 한다.
【성상】
흑색의 미세 분말 또는 입자 상태. 활성탄 내부는 뚜렷한 다공질이다. 즉 참밀도는 큼(~2)에도 불구하고 부피 밀도는 작다(~0.3). 그 내부 비표면적도 크다. 예를 들면 목탄의 400m2/g에 대해 활성탄은 1000~3000m2/g 정도. 그래서 각종 가스, 용액 중의 무기 또는 유기 물질, 콜로이드 입자 등에 대해 강력한 흡착력을 갖고 있다. 활성탄의 흡착제로서의 사용에서는 사용 조건과 흡착하려 하는 물질이 매우 광범위하므로 반응 기구가 각각 다르고, 그래서 성능의 비교는 간단하지 않다. 활성화의 기구로서는 내부 비표면적의 증대 외에, 표면에 부착하고 있는 이물질의 제거, 활성 중심의 증가 등을 들 수 있다.
활성탄이 촉매로서 이용될 때는 그 활성 본체가 탄소에 있는가, 회분 중에 포함되어 있는 무기 물질에 있는가 불분명한 점이 많다. 또한 촉매 운반체로서 이용되려면 비표면적이 클 뿐만 아니라 부(副)반응을 촉진하는 불순물 함유량이 적고 촉매 물질의 유지 용량이 크며, 또한 촉매 제품의 기계적 강도도 큰 것이 요구된다.
1. 분말 활성탄
가. 수증기 활성화에 의한 방법
1000 ~ 1,200℃에서 원료에 수증기를 통해 활성화한다.
나. 약품 활성화에 의한 방법
원료를 건조 후 분말로 만들어 염화 아연 , 인산, 황산, 알칼리 등의 용액에 담근다. 이어서 소성 , 단화해 활성화. 불순물은 씻어 없앤다.
다. 기타의 방법
1) 공기, 이산화탄소, 질소 가스 중에서 가열하고 목탄의 일부를 산화한다.
2) 탄을 감압하에서 강열한다.
3) 적열한 탄을 물, 질산 중에 담근다.
2. 입상 활성탄
가. 가늘게 부순 목탄 가루를 타르, 피치 등을 점결제로 해서 일정 입도로 성형하고 건조, 소성, 활성화한다.
나. 야자나무 열매 껍질과 석탄류를 활성화해서 체치고 성형은 하지 않는다.
[용도】
