Najlepsze pytania
Chronologia
Czat
Perspektywa

Węgiel aktywny

substancja chemiczna Z Wikipedii, wolnej encyklopedii

Węgiel aktywny
Remove ads

Węgiel aktywny, węgiel aktywowany (łac. carbo activatus) – substancja składająca się głównie z węgla pierwiastkowego w formie bezpostaciowej (sadza), częściowo w postaci drobnokrystalicznego grafitu (poza węglem zawiera zwykle popiół, głównie tlenki metali alkalicznych i krzemionkę). Charakteryzuje się bardzo dużą powierzchnią w przeliczeniu na jednostkę masy, do ponad 3300 m²/g w produktach komercyjnych[1][2][3][4][5] i ok. 3900 m²/g laboratoryjnie[6][7] (dla porównania powierzchnia kortu tenisowego wynosi około 260 m²), dzięki czemu jest doskonałym adsorbentem wielu związków chemicznych.

Wielka powierzchnia właściwa węgla aktywnego jest wynikiem istnienia wewnętrznej struktury porowatej pozostałej po wyjściowym materiale organicznym, a rozwiniętej w procesie wygrzewania w wysokiej temperaturze przy ograniczonym dostępie powietrza. Większość porów to silnie adsorbujące mikropory oraz pełniące głównie rolę kanałów transportowych mezopory. Węgiel aktywny jest często modyfikowany (np. przez usunięcie popiołu lub impregnację związkami chemicznymi), aby zachowując swoje właściwości adsorpcyjne, mógł bardziej specyficznie pochłaniać określony składnik (np. metale ciężkie).

Znaczenie węgla aktywnego podnosi fakt, że jest to substancja nietoksyczna, tania w produkcji, otrzymywana m.in. z drewna i z rozmaitych odpadów produkcji rolniczej, np. ze skorup orzechów, pestek i nasion owoców, łupin, łusek, słomy i wielu innych[8][9], a jednocześnie łatwa do utylizacji po zużyciu (przez spalenie). Jeżeli adsorbowane były metale ciężkie, można je łatwo odzyskać z powstałego popiołu.

Roczna produkcja węgla aktywnego na świecie wynosi obecnie (2020 r.) ok. 250 tys. ton[10].

Thumb
Węgiel aktywny
Remove ads

Wytwarzanie

Podsumowanie
Perspektywa

Węgiel aktywny może być otrzymywany praktycznie z każdego materiału węglowego zawierającego węgiel pierwiastkowy w dużym procencie. Powszechnie stosowanymi surowcami do produkcji węgla aktywnego są:

Dominującym sposobem otrzymywania węgla aktywnego na świecie jest tzw. aktywacja fizyczna. Obejmuje ona dwa etapy: karbonizację surowca organicznego i następującą po niej właściwą aktywację poprzez częściowe zgazowanie materiału węglowego czynnikiem gazowym (para wodna, dwutlenek węgla).

Węgle aktywne są powszechnie dostępne w postaci pylistej, ziarnistej lub formowanej sfery. Węgle bitumiczne są głównym surowcem do otrzymywania granulowanych i formowanych węgli aktywnych. Przed karbonizacją węgle bitumiczne są wstępnie rozdrabniane do ziaren poniżej 5–10 μm, a następnie brykietowane z lepiszczem. W ten sposób uzyskuje się poprawę jednorodności i wytrzymałości mechanicznej produktów.

Właściwa karbonizacja jest przeprowadzana w temperaturze 600–650 °C w atmosferze obojętnej. W przedziale 400–600 °C w większości substancji organicznych, na skutek zachodzących reakcji zachodzi formowanie sztywnego szkieletu węglowego. Podczas karbonizacji zostaje już wytworzona pewna struktura porowata, jednak jej parametry są niewystarczające do jakiegokolwiek praktycznego zastosowania. Dlatego też produkt karbonizacji poddaje się jeszcze aktywacji, mającej na celu „rozwinięcie” porów poprzez selektywne zgazowanie parą wodną lub dwutlenkiem węgla (bądź ich mieszaniną, ew. z niewielkim dodatkiem powietrza) w temperaturze 800–950 °C.

Po aktywacji materiał jest jeszcze poddawany procesowi klasyfikacji ziarnowej i procesowi odpylania. Można też usunąć substancję mineralną wprowadzoną razem z surowcem oraz z dodatkami wiążącymi, co w znacznym stopniu wpływa na zwiększenie zdolności sorpcyjnej węgla aktywnego[11][12].

Remove ads

Zastosowanie

Thumb
Węgiel aktywny w tabletkach
Remove ads

Zobacz też

Uwagi

  1. Jest nieskuteczny przeciw zatruciom węglowodorami o dużej szkodliwości dla zdrowia oraz substancjami żrącymi[13]. Może zakłócać wchłanianie niektórych leków i prowadzić do niewiarygodnych odczytów w testach medycznych, takich jak metoda gwajakolowa wykrywania krwi utajonej w kale[14], a także utrudniać ocenę uszkodzeń przewodu pokarmowego[13].

Przypisy

Loading related searches...

Wikiwand - on

Seamless Wikipedia browsing. On steroids.

Remove ads