活性炭は金を吸着しますが、そのメカニズムを教えて下さい。
多孔質の孔の大きさなのでしょうか、それとも化学的な反応なのでしょうか?
また、使用後の活性炭を600度くらいで焼結すると再利用が可能とのことですが、その理由についてもわかれば教えて下さい。

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A 回答 (3件)

直接的な回答ではありませんが、回答は出ているようですので以下の成書は如何でしょうか?


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活性炭の応用技術/立本英機,安部郁夫/テクノシステム/2000.7 
食べる活性炭/青柳重郎,正岡慧子/双葉社/1999.6 
おもしろい活性炭のはなし/立本英機/日刊工業新聞社/1997.7 
活性炭読本/柳井弘[他]/日刊工業新聞社/1996.7 
活性炭/真田雄三∥〔ほか〕編…/講談社/1992.3
活性炭読本/柳井弘/日刊工業新聞社/1976 
活性炭/John W.Has…/共立出版/1976 
活性炭/炭素材料学会/講談社/1975 
活性炭工業/北川睦夫∥〔等〕共著…/重化学工業通信社/1974 
活性炭/G.ベイロイル[他]/横川書房/1970 
活性炭/J.W.ハスラー[他]/共立出版/1966 
化学工業における吸着操作/河添邦太朗/日刊工業新聞社/1962 
=======================================
これら以外にも文献検索をすれば総説がたくさんあります。

ご参考まで。
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この回答へのお礼

有効なご回答どうもありがとうございました。
早速ご紹介ありました書籍について調べさせていただきます。

お礼日時:2001/04/20 09:08

活性炭が物質を吸着するのは、分子間力や共有結合によるものです。



「多孔質の孔の大きさ」というのは、ふるいをイメージしてのことだと
思いますが、それは違います。細孔はあくまでも、表面積が増える
ことによる吸着量(どれだけの量を吸着できるか)の増加に寄与して
いるに過ぎません。

「化学的な反応」というのが、活性炭と化合して別の物質になること
など指しているのだったら、それは違います。


活性炭の細孔の径は、吸着する物質と同程度なのではなく、うんと
うんと大きいです。物質は濃度が濃い方から薄い方に拡散して行き
ますから、活性炭表面から、細孔内部へと拡散して行きます。

ある程度内部に拡散して行き、たまたま活性炭表面からの距離が
近くなると、分子間力の方が強くなり、活性炭表面に引き寄せられ
吸着する、ということになります。


活性炭の再生は、熱による再生と溶媒による再生が有ります。

熱による再生では、低い温度では、沸点の低い物質が気化したり
熱分解性の物質が分解することで、除去されます。更に温度が
高くなると有機成分が炭化して、活性炭内部に残ります(こいつが
新たに他の物質を吸着する)。

もっと温度を高くすると、今まで無かった細孔が活性炭にでき始め
「吸着前の状態に戻る」わけではないですが「吸着力が復活」します。

ちなみに、どんな場合でも熱再生が可能というわけではなく、吸着した
物質により、再生の度合いが違います。

溶媒による再生は、読んで字のごとく、吸着した物質を、溶媒に
溶かし出すことで再生をします。例えば、浄水場で使われる活性炭の
再生にエタノールを使った再生についての報告が参考URLにあります。


最後に蛇足を。

いわゆる水道水の赤水(配管内の鉄さび)などを活性炭の浄水器で
きれいにできるのは、活性炭内部に吸着するわけではなく、活性炭の
粒と粒の隙間に引っかかる(ふるいと同じ)効果によります(錆の
粒子が大きいから)。

カルキ臭を抜く(塩素)のは、吸着による効果です。

参考URL:http://tcsepsci.eng.niigata-u.ac.jp/jcej/e23_042 …
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この回答へのお礼

早速のご回答どうもありがとうございました。

お礼日時:2001/04/20 09:10

活性炭ではありませんが,「木炭の構造と性質」と題するペ-ジ(参考 URL)がありました。



このペ-ジによると,木炭(活性炭も同じです)の吸着機構には「化学吸着」と「物理吸着」があるそうです。

金の場合では化学吸着は考えにくいですので,物理吸着によると思います。つまり,お書きの様に,木炭や活性炭の多孔質そのものを利用した吸着で,木炭のいろいろな穴の大きさに応じて物質を取り込む(吸着する)のだと考えられます。

「使用後の活性炭を600度くらいで焼結すると再利用が可能とのこと」というのは金の吸着の場合でしょうか?

気体あるいは高温で気体になる物質を吸着した場合であれば,その物質が気体になって放出される事で再利用できるようになると考えられます。しかし金の場合には,これは当て嵌まりませんよね。

参考URL:http://www2.ocn.ne.jp/~yamazen1/newpage24.htm
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この回答へのお礼

早速のご回答どうもありがとうございました。
あまりに早いレスポンスに驚きました。

お礼日時:2001/04/20 09:12

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参考までに。

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Aベストアンサー

活性炭の種類は大きく分けて,原料によってヤシ穀系と石炭系に大別されます。一般的に,前者はマイクロポア(2nm以下の細孔径)が主体的に分布しており,後者はマイクロポアからメソポア(2~50nmの細孔径)が比較的万遍なく分布してます。
水を吸収させる実験をする時の現実の問題として,例えばヤシ穀系の場合,2nm以下の細孔に水を満たすとすると,細孔に吸着しているガスを追い出して水を満たさなければなりません。したがって,活性炭を水に入れただけでは,水を活性炭の細孔に入れるのは困難を生じます。

水処理用の活性炭が市販されており,これはあらかじめ減圧下で活性炭の細孔からガスを抜いて,水を浸透させてあります。この場合,約50%の水分が吸着されています。
したがって,この活性炭を隙間無く容器に充填すると仮定すると,水分は50%まで入ることになります。また,顆粒状の場合は,さらに,その隙間に水が入ることになるので,もっと数字は上がります。
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活性炭の種類は大きく分けて,原料によってヤシ穀系と石炭系に大別されます。一般的に,前者はマイクロポア(2nm以下の細孔径)が主体的に分布しており,後者はマイクロポアからメソポア(2~50nmの細孔径)が比較的万遍なく分布してます。
水を吸収させる実験をする時の現実の問題として,例えばヤシ穀系の場合,2nm以下の細孔に水を満たすとすると,細孔に吸着しているガスを追い出して水を満たさなければなりません。したがって,活性炭を水に入れただけでは,水を活性炭の細孔に入れるのは困難を生じます。
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なぜ、この操作を無視してもよいのでしょうか?
いろいろ考えたのですが閃きませんでした。教えてください。

この測定に関するサイトなどもよければ教えていただけるとありがたいです。お願いします。

Aベストアンサー

本来,それでいいかどうかは経時変化を確認していないので何も言えません.とうか,言ってはいけない.
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ただ,活性炭素繊維みたいな,比較的吸着速度の速い(表面がほとんど外部に出ている)ものでさえ,10分は短いような気がします.どのような活性炭を使ったかわかりませんので断言はできませんが,常識的には細孔 (といっても分子レベルのものではなく,もっとマクロなもの) 内部には液が染み込んでおらず,平衡吸着量をまともに求められる条件には思えません.


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