Активированный уголь, иногда называемый активированным углем, — это уникальный адсорбент, ценимый за свою чрезвычайно пористую структуру, которая позволяет ему эффективно улавливать и удерживать вещества.
Активированный уголь, широко используемый в различных отраслях промышленности для удаления нежелательных компонентов из жидкостей или газов, может применяться в бесчисленном количестве областей, требующих удаления загрязняющих веществ или нежелательных материалов, от очистки воды и воздуха до рекультивации почвы и даже извлечения золота.
Здесь представлен обзор этого невероятно разнообразного материала.
Что такое активированный уголь?
Активированный уголь — это углеродсодержащий материал, прошедший обработку для максимального увеличения его адсорбционных свойств, что позволяет получить адсорбент превосходного качества.
Активированный уголь обладает впечатляющей пористой структурой, благодаря которой он имеет очень большую площадь поверхности для захвата и удержания веществ, и может быть получен из ряда богатых углеродом органических материалов, включая:
Кокосовая скорлупа
Древесина
Уголь
Торф
И многое другое…
В зависимости от исходного материала и методов обработки, используемых для производства активированного угля, физические и химические свойства конечного продукта могут значительно различаться.² Это создает множество вариантов для вариаций в производимом в промышленных масштабах угле, насчитывающих сотни разновидностей. Поэтому производимый в промышленных масштабах активированный уголь является узкоспециализированным материалом, позволяющим добиться наилучших результатов для конкретного применения.
Несмотря на такое разнообразие, существует три основных типа производимого активированного угля:
Порошкообразный активированный уголь (ПАУ)
Порошкообразный активированный уголь обычно имеет размер частиц от 5 до 150 Å, хотя встречаются и некоторые экстремальные размеры. Такие угли, как правило, используются в процессах адсорбции в жидкой фазе и обеспечивают снижение технологических затрат и гибкость в эксплуатации.
Гранулированный активированный уголь (ГАУ)
Гранулированный активированный уголь обычно имеет размер частиц от 0,2 мм до 5 мм и может использоваться как в газовой, так и в жидкой фазе. Гранулированный активированный уголь популярен благодаря чистоте в обращении и более длительному сроку службы по сравнению с полиалюминиевым активированным углем.
Кроме того, они обладают повышенной прочностью (твердостью), а также могут быть регенерированы и использованы повторно.
Экструдированный активированный уголь (EAC)
Экструдированный активированный уголь представляет собой цилиндрические гранулы размером от 1 до 5 мм. Как правило, используемый в газофазных реакциях, экструдированный активированный уголь является высокоэффективным материалом, получаемым в результате процесса экструзии.
Дополнительные типы
К другим разновидностям активированного угля относятся:
Активированный уголь в виде шариков
Импрегнированный углерод
Углерод с полимерным покрытием
Ткань из активированного угля
Активированные углеродные волокна
СВОЙСТВА АКТИВИРОВАННОГО УГЛЕРОДА
При выборе активированного угля для конкретного применения следует учитывать ряд характеристик:
Пористая структура
Пористая структура активированного угля варьируется и в значительной степени зависит от исходного материала и метода производства.¹ Именно пористая структура в сочетании с силами притяжения обеспечивает возможность адсорбции.
Твердость/Истирание
Твердость/истираемость также являются ключевым фактором при выборе. Во многих областях применения требуется, чтобы активированный уголь обладал высокой прочностью частиц и устойчивостью к истиранию (разложению материала на мелкие частицы). Активированный уголь, полученный из скорлупы кокосовых орехов, обладает самой высокой твердостью среди всех активированных углей.4
Адсорбционные свойства
Абсорбционные свойства активированного угля включают в себя несколько характеристик, в том числе адсорбционную способность, скорость адсорбции и общую эффективность активированного угля.4
В зависимости от области применения (жидкость или газ) эти свойства могут определяться рядом факторов, включая йодное число, площадь поверхности и активность тетрахлорида углерода (ТХУ).4
Кажущаяся плотность
Хотя кажущаяся плотность не влияет на адсорбцию на единицу веса, она влияет на адсорбцию на единицу объема.4
Влага
В идеале содержание физической влаги в активированном угле должно составлять от 3 до 6%.4
Содержание золы
Содержание золы в активированном угле — это показатель инертной, аморфной, неорганической и непригодной для использования части материала. В идеале содержание золы должно быть как можно ниже, поскольку качество активированного угля повышается с уменьшением содержания золы. 4
Дата публикации: 15 июля 2022 г.