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Abb. 3: Toluol, schematische Moleküldarstellung als Abb. 4: Häufigkeitsverteilung der Einzelfaserdurch-
„Draufsicht“ (links) und „Seitenansicht“ (rechts) messer von ACC507-10 (blau) und ACC507-25 (rot)

iert und dargestellt, siehe Abbildung 1, wie er hier untersuchten Adsorptive sind u. a. n-Pentan
möglicherweise im Inneren vorliegt. Ausgehend und Toluol, siehe Abbildung 3.
vom selben Ausgangsmaterial besitzen die hier Die minimale Breite, welche eine schlitzförmige
untersuchten Aktivkohlefasern je nach Grad der Pore zur Molekül-Aufnahme haben muss, wurde
Aktivierung verschiedene Porenstrukturen. Da mittels der van-der-Waals-Radien der Atome in
diese durch stufenweise Aktivierung entstehen, der Bindung ermittelt. Aus Rasterelektronenmi-
kann die Entstehung der Porenstruktur Schritt kroskop-Aufnahmen von Frau Dr. Freitag-Weber
für Schritt verfolgt und untersucht werden. Durch (htw saar, Abbildung 2) konnte der mittlere
Aktivierung mit den Oxidationsmitteln Kohlendio- Faserdurchmesser bestimmt werden. Abbildung
xid und Wasserdampf wird der kohlenstoffhaltige 4 zeigt die Häufigkeitsverteilung der Faserdurch-
Ausgangsstoff bei erhöhter Temperatur in einem messer für zwei ACCs. Je höher die Aktivkohle ak-
Schritt karbonisiert und erhält seine Porenstruk- tiviert ist, d. h. je mehr Porenvolumen und innere
tur. Das Ausmaß der Aktivierung bestimmt das Oberfläche sie besitzt, desto geringer ist der
Porenvolumen, die Porengrößen-Verteilung, die Faserdurchmesser. Der Gewichtsverlust durch
innere Oberfläche der Materialien und ist eine die Aktivierung ist nicht nur der Schaffung von
Funktion der Aktivierungsdauer. Die entstande- Porenvolumen geschuldet, sondern auch dem
nen Poren sind schlitzförmig und ausschließlich Materialabbrand von außen. Der mittlere Durch-
mikroporös, d. h. entstandene Poren haben messer beträgt bei ACC507-10 rund 13.8 µm,
einen Durchmesser kleiner als 2 nm (ein Haar ist beim höchsten Aktivierungsgrad ACC507-25 aber
25000-mal so dick). nur noch 9.6 µm. Die Messung der Reinstoffdich-
Vier Aktivierungsgrade eines Aktivkohlefaser- te mittels Heliumpyknometrie konnte zeigen,
gewebes standen für Untersuchungen zur Verfü- dass im Inneren der nicht aktivierten ACCs nur
gung, Herstellerangaben entsprechend mit in- sehr wenige verschlossene Poren vorliegen. Die
neren Oberflächen von 1000 m²/g bis 2500 m²/g elektrische Leitfähigkeit wurde als Funktion der
bei den von der Firma Kynol gelieferten ACCs Temperatur und des Aktivierungsgrads vermes-
ACC507-10 bis ACC507-25. Abbildung 2 zeigt sen. Sie können der Änderung des Porenvolu-
untersuchte ACCs in verschiedenen Vergrößerun- mens, des Porendurchmessers und im ersten
gen. Das Gewebe besteht aus ca. 10 µm dicken, Ansatz auch der Vernetzung von Mikrographiten
runden Einzelfasern. Der kleine Einzelfaser- zugeschrieben werden. Ein Ergebnis, das in der
durchmesser macht ACCs hinsichtlich der Ki- Literatur bisher nicht beschrieben ist. Schließlich
netik, also der Geschwindigkeit des adsorptiven wurden auch Standarduntersuchungen wie die
Prozesses, im Vergleich zu granulierten Aktivkoh- Messung der N - bzw. CO -Adsorption durchge-
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len um Größenordnungen schneller. Gewöhnliche führt, aus deren Ergebnis die Porengrößenvertei-
Granulat-Aktivkohlen haben Pellet-Durchmesser lung der Materialien berechnet wurde.
von bis zu 3 mm. Die Stoffanlagerung ist dadurch Die Ergebnisse legen die Hypothese nahe, dass
verlangsamt, dass Moleküle zuerst durch Po- die Porenstruktur der verschiedenen ACCs
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renkanäle ins Innere der Pellets gelangen müs- aus fünf diskreten Porentypen besteht, die mit
145 sen, um dort Adsorptionsplätze zu besetzen. Die zunehmendem Aktivierungsgrad diskret und