Überblick über Aktivkohle
Aktivkohle, auch Aktivkohle genannt, ist ein kohlenstoffhaltiges Material mit einer hochentwickelten Porenstruktur und einer starken physikalischen Adsorptionskapazität, das durch Karbonisierung und Aktivierung kohlenstoffhaltiger Ausgangsmaterialien hergestellt wird.
Die Aktivierung ist der zentrale Prozess. Durch physikalische oder chemische Methoden bei hohen Temperaturen werden Kohlenstoffatome ausgeätzt und Verunreinigungen entfernt, wodurch zahlreiche Poren entstehen und die spezifische Oberfläche sowie die Adsorptionsleistung erheblich gesteigert werden.
Struktur
Aktivkohle besteht aus graphitisierten Mikrokristallen und amorphem Kohlenstoff mit miteinander verbundenen baumartigen Poren.
Nach der IUPAC-Klassifikation:
- Makroporen: > 50 nm
- Mesoporen: 2–50 nm
- Mikroporen: < 2 nm
Makroporen adsorbieren große Moleküle; Mikroporen adsorbieren kleine Moleküle.
Physikalisch-chemische Eigenschaften
Schwarz, hochadsorptiv, chemisch stabil, säure- und laugeresistent, wasserabweisend, hitzebeständig, leichter als Wasser und hydrophob.
Klassifizierung
Nach Rohstoff (chinesischer Standard GB/T 32560-2016)
Nach Form
Pulverförmig, körnig, extrudiert, zylindrisch, sphärisch, Aktivkohlefaser, wabenförmige Aktivkohle usw.
Wichtige technische Kennwerte
- Spezifische Oberfläche: 500–1300 m²/g
- Härte und Abriebfestigkeit
- Jodzahl: 600–1000 (Adsorption kleiner Moleküle)
- Melassenzahl: 100–500 (Adsorption großer Moleküle)
Herstellungsverfahren
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Physikalische Aktivierung karbonisiertes Material reagiert mit Dampf, CO₂ oder Luft bei etwa 1000 °C.
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Chemische Aktivierung rohstoffe werden mit Chemikalien wie Zinkchlorid gemischt, um die Porenentwicklung zu fördern.
Hauptanwendungen
- Wasseraufbereitung: Entfernt Restchlor, Gerüche, Pestizide und organische Schadstoffe.
- Luftreinigung: Adsorbiert Formaldehyd, flüchtige organische Verbindungen (TVOC), Rauch und Gerüche.
- Industrie: Abwasserbehandlung, Rückgewinnung von Edelmetallen, Entfärbung von Zucker und Lebensmitteln.
- Medizinische Anwendung: Aktivkohle in medizinischer Qualität wirkt als Gegenmittel und adsorbiert Toxine im Verdauungstrakt.
Regeneration
Die Regenerierung von Aktivkohle entfernt adsorbierte Stoffe, ohne ihre Struktur zu beschädigen, und stellt damit ihre Adsorptionskapazität für die Wiederverwendung wieder her, was Kosten und Ressourcen spart.
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