Tổng quan về than hoạt tính
Than hoạt tính, còn được gọi là than gỗ hoạt tính, là một vật liệu cacbon có cấu trúc lỗ rỗng phát triển cao và khả năng hấp phụ vật lý mạnh, được sản xuất bằng cách cacbon hóa và hoạt hóa các nguyên liệu thô chứa cacbon.
Hoạt hóa là quá trình cốt lõi. Thông qua các phương pháp vật lý hoặc hóa học ở nhiệt độ cao, quá trình này ăn mòn các nguyên tử cacbon và loại bỏ tạp chất để tạo thành nhiều lỗ rỗng, từ đó làm tăng đáng kể diện tích bề mặt riêng và hiệu suất hấp phụ.
Cấu trúc
Than hoạt tính bao gồm các tinh thể vi mô đã graphit hóa và cacbon vô định hình, với các lỗ rỗng dạng cây liên kết với nhau.
Theo phân loại của IUPAC:
- Lỗ siêu lớn: > 50 nm
- Lỗ trung bình: 2–50 nm
- Lỗ vi mô: < 2 nm
Các lỗ siêu lớn hấp phụ các phân tử lớn; các lỗ vi mô hấp phụ các phân tử nhỏ.
Tính chất vật lý và hóa học
Màu đen, có khả năng hấp phụ cao, ổn định về mặt hóa học, chịu được axit và kiềm, không thấm nước, chịu nhiệt, nhẹ hơn nước và kỵ nước.
Nhóm phân loại
Theo nguyên liệu thô (tiêu chuẩn Trung Quốc GB/T 32560-2016)
Theo Hình Dạng
Dạng bột, dạng hạt, dạng ép đùn, dạng hình trụ, dạng cầu, sợi than hoạt tính, than hoạt tính dạng tổ ong, v.v.
Các chỉ tiêu kỹ thuật chủ chốt
- Diện tích bề mặt riêng: 500–1300 m²/g
- Độ cứng và khả năng chống mài mòn
- Giá trị i-ốt: 600–1000 (khả năng hấp phụ các phân tử nhỏ)
- Chỉ số mật đường: 100–500 (khả năng hấp phụ các phân tử lớn)
Phương Pháp Chuẩn Bị
-
Hoạt hóa vật lý vật liệu cacbon hóa phản ứng với hơi nước, CO₂ hoặc không khí ở khoảng 1000°C.
-
Hoạt hóa hóa học nguyên liệu thô được trộn với các hóa chất như kẽm clorua nhằm tăng cường sự phát triển của các lỗ rỗng.
Ứng dụng chính
- Xử lý nước: Loại bỏ clo dư, mùi hôi, thuốc trừ sâu và các chất gây ô nhiễm hữu cơ.
- Làm sạch không khí: Hấp phụ formaldehyde, TVOC, khói và mùi hôi.
- Ngành công nghiệp: Xử lý nước thải, thu hồi kim loại quý, khử màu trong sản xuất đường và thực phẩm.
- Ứng dụng y tế: Than hoạt tính cấp y tế được dùng như một chất giải độc để hấp thụ các chất độc trong đường tiêu hóa.
Tái sinh
Tái sinh than hoạt tính loại bỏ các chất đã được hấp phụ mà không làm tổn hại đến cấu trúc của nó, từ đó khôi phục khả năng hấp phụ để tái sử dụng, giúp tiết kiệm chi phí và tài nguyên.