Обзор активированного угля
Активированный уголь, также называемый активированным древесным углём, — это углеродсодержащий материал с хорошо развитой пористой структурой и высокой физической адсорбционной способностью, получаемый карбонизацией и активацией углеродсодержащих исходных материалов.
Активация является ключевым процессом. С помощью физических или химических методов при высоких температурах происходит вытравливание атомов углерода и удаление примесей, в результате чего формируется обилие пор, что значительно увеличивает удельную поверхность и адсорбционные свойства.
Структура
Активированный уголь состоит из графитизированных микрокристаллов и аморфного углерода с взаимосвязанными древовидными порами.
Согласно классификации IUPAC:
- Макропоры: > 50 нм
- Мезопоры: 2–50 нм
- Микропоры: < 2 нм
Макропоры адсорбируют крупные молекулы; микропоры — мелкие молекулы.
Физико-химические свойства
Чёрный, высокоадсорбционный, химически стабильный, устойчивый к кислотам и щелочам, водонепроницаемый, термостойкий, легче воды и гидрофобный.
Классификация
По сырью (китайский стандарт GB/T 32560-2016)
По форме
Порошкообразный, гранулированный, экструдированный, цилиндрический, сферический, волокнистый активированный уголь, активированный уголь в виде сот и т.д.
Ключевые технические показатели
- Удельная поверхность: 500–1300 м²/г
- Твёрдость и стойкость к истиранию
- Йодное число: 600–1000 (адсорбция мелких молекул)
- Мелассовое число: 100–500 (адсорбция крупных молекул)
Методы подготовки
-
Физическая активация карбонизированный материал реагирует с паром, CO₂ или воздухом при температуре около 1000 °C.
-
Химическая активация сырьё смешивается с химическими реагентами, такими как хлорид цинка, для усиления развития пор.
Основные применения
- Очистка воды: удаление остаточного хлора, запахов, пестицидов и органических загрязнителей.
- Очистка воздуха: адсорбирует формальдегид, ТЛОС, дым и неприятные запахи.
- Промышленность: очистка сточных вод, извлечение драгоценных металлов, обесцвечивание сахара и пищевых продуктов.
- Медицинское применение: активированный уголь медицинского качества используется в качестве антидота для связывания токсинов в пищеварительном тракте.
Регенерация
Регенерация активированного угля позволяет удалить адсорбированные вещества без повреждения его структуры, восстанавливая адсорбционную способность для повторного использования, что снижает затраты и экономит ресурсы.
EN
