Cărbunele activat este același ca și cărbunele active
Ce este carbonul activ (cărbune activ)
Cărbunele activă (activă) este absorbantul de carbon produs în industrie. Cărbunele activă are indicatori de calitate normalizați. Standardele sau condițiile tehnice de producție stabilesc capacitatea de sorbție, zona specifică a porilor de carbon activ, dimensiunea particulelor și un număr de alți indicatori.
Principalul lucru în carbonul activ este porii
Cărbunele activ are o structură poroasă și o suprafață internă mare. Datorită acestor proprietăți, carbonul activ este utilizat ca sorbent. Carbonul activ este capabil să prindă molecule poluante pe suprafața interioară a porilor în timpul purificării apei, purificării aerului, lichidelor și gazelor.
Volumul porilor de carbon activat depășește, prin definiție, 0,2 ml / g; suprafața internă este mai mare de 400 mp / m. Poorile pot avea o dimensiune de la 0,3 nanometri până la câteva mii de nanometri (1 nanometru = 10-9 cm).
Structura carbonului activ
Structura moleculară a carbonului activ conține carbon în formă de platforme sau inele de mai mulți atomi. Ele formează pereții porilor moleculari de carbon activat. De obicei inelele au lacrimi. Din cauza acestui defect structural, pot apărea reacții la punctele de rupere a inelului.
Porii cărbunelui activ sunt clasificați după diametru:
Microporuri de carbon activat - mai puțin de 1 nanometru.
Mesoporii ai cărbunelui activ - de la 1 la 25 nanometri.
Macro porii de carbon activat - mai mult de 25 nanometri.
Materii prime pentru producerea cărbunelui activ
Cărbunele activat poate fi fabricat din orice material carbonic. Practic carbon activ produs din coajă de nucă de cocos - nucă de cocos carbon activat, cărbune bituminos - cărbune activ mineral sau lemn - carbune de lemn.
Producția de cărbune activ
Producția de cărbune activ din materii prime cu porozitate redusă constă în activarea, zdrobirea și cernerea prin fracțiuni. La activare se formează o structură care conține un număr mare de pori. În producția de calități speciale de cărbune activ, pot fi prezente și alte operațiuni.
Metode de activare a cărbunelui
Aplicați două metode de activare în producția de carbon activ:
Activarea cu abur la 700 - 900 ° C Porii se formează în structura internă a cărbunelui activ, ducând la formarea de cărbune activ cu puf fin. În timpul activării aburului, are loc oxidarea parțială a cărbunelui.
Materiile prime sunt amestecate cu o substanță de deshidratare (acid sau clorură de zinc) și încălzită la 400-600 ° C. Drept rezultat, se formează un carbon activ poros grosier, folosit, de exemplu, pentru decolorare.
Adsorbție și desorbție
Acumularea de substanțe în porii sorbentului se numește adsorbție. Adsorpția apare atunci când gazul sau lichidul trece prin carbonul activat. Desorbție - eliberarea de sorbent a substanțelor acumulate în timpul procesului de adsorbție.
Există adsorbție fizică și chimisorbție:
Absorbția fizică are loc în principal ca urmare a forței Van der Waals, iar proprietățile chimice ale substanțelor adsorbite nu se schimbă. Absorbția fizică este reversibilă, substanțele adsorbite pot fi separate de sorbent.
În timpul chemisorbției, substanța intră într-o reacție chimică cu sorbentul. Atât proprietățile chimice, cât și proprietățile sorbentului se schimbă. Chemisorbția are un caracter ireversibil.
Substanțe adsorbite de carbon activ
Carbonul activ poate adsorbi substanțe organice și nepolarizate, cum ar fi solvenți, hidrocarburi clorurate, coloranți, uleiuri și produse petroliere. Mai bine adsorbite substanțe moleculare înalt și substanțe cu o structură nepolară.
Posibilitatea de sorbție cu cărbune activ crește cu scăderea solubilității substanței în apă, pentru substanțele cu structură nepolară și cu o creștere a greutății moleculare.
Reprezentarea grafică a adsorbției prin cărbune activ sub formă de izotermă de adsorbție
Adsorbția, în funcție de concentrația unei substanțe care trebuie adsorbită, este prezentată ca o izotermă. Izoterma descrie echilibrul dintre substanța în lichid sau în aer, care urmează a fi adsorbit (concentrația reziduală) și substanța adsorbită în cărbunele activat (numărul maxim la această concentrație reziduală). De obicei, capacitatea maximă crește cu creșterea concentrației inițiale.