Активированный уголь, иногда называемый активированным углем, — уникальный адсорбент, ценимый за свою чрезвычайно пористую структуру, которая позволяет ему эффективно улавливать и удерживать материалы.
Активированный уголь широко используется в ряде отраслей промышленности для удаления нежелательных компонентов из жидкостей или газов и может применяться в бесчисленном количестве областей, требующих удаления загрязняющих веществ или нежелательных материалов: от очистки воды и воздуха до рекультивации почв и даже извлечения золота.
Здесь представлен обзор этого невероятно разнообразного материала.
ЧТО ТАКОЕ АКТИВИРОВАННЫЙ УГОЛЬ?
Активированный уголь — это материал на основе углерода, обработанный для максимального улучшения его адсорбционных свойств, что позволяет получить превосходный адсорбционный материал.
Активированный уголь может похвастаться впечатляющей структурой пор, благодаря которой он имеет очень большую площадь поверхности, на которой можно захватывать и удерживать материалы, и может быть произведен из ряда богатых углеродом органических материалов, включая:
Скорлупа кокосовых орехов
Древесина
Уголь
Торф
И еще…
В зависимости от исходного материала и методов обработки, используемых для производства активированного угля, физические и химические свойства конечного продукта могут существенно различаться.² Это создаёт множество возможностей для вариаций коммерчески производимого угля, насчитывая сотни разновидностей. В связи с этим коммерчески выпускаемые активированные угли отличаются высокой степенью специализации, позволяющей добиться наилучших результатов в конкретной области применения.
Несмотря на такое разнообразие, производятся три основных типа активированного угля:
Порошкообразный активированный уголь (ПАУ)
Размер частиц порошкообразного активированного угля обычно составляет от 5 до 150 Å, но доступны и другие размеры. ПАУ обычно используются в процессах жидкофазной адсорбции и обеспечивают снижение затрат на обработку и гибкость эксплуатации.
Гранулированный активированный уголь (ГАУ)
Гранулированный активированный уголь обычно имеет размер частиц от 0,2 до 5 мм и может использоваться как в газовой, так и в жидкой фазе. Газоугольные активированные угли популярны благодаря своей чистоте и, как правило, более долговечны, чем поликарбонатные активированные угли.
Кроме того, они обладают повышенной прочностью (твердостью) и могут быть регенерированы и использованы повторно.
Экструдированный активированный уголь (ЭАУ)
Экструдированный активированный уголь представляет собой цилиндрические гранулы размером от 1 до 5 мм. Экструдированный активированный уголь, обычно используемый в газофазных реакциях, представляет собой высокопрочный активированный уголь, получаемый методом экструзии.
Дополнительные типы
Дополнительные разновидности активированного угля включают:
Активированный уголь в гранулах
Пропитанный углерод
Углерод с полимерным покрытием
Салфетки с активированным углем
Активированные углеродные волокна
СВОЙСТВА АКТИВИРОВАННОГО УГЛЯ
При выборе активированного угля для конкретного применения следует учитывать ряд характеристик:
Структура пор
Структура пор активированного угля различается и во многом зависит от исходного материала и метода производства.¹ Именно структура пор в сочетании с силами притяжения обеспечивает возможность адсорбции.
Твердость/Истираемость
Твёрдость/истирание также являются ключевым фактором при выборе. Во многих случаях требуется высокая прочность частиц активированного угля и его устойчивость к истиранию (распаду материала на мелкие частицы). Активированный уголь, полученный из скорлупы кокосовых орехов, обладает самой высокой твёрдостью среди всех активированных углей.4
Адсорбционные свойства
Абсорбционные свойства активированного угля охватывают несколько характеристик, включая адсорбционную емкость, 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 четыреххлористого углерода (ЧХУ).4
Кажущаяся плотность
Хотя кажущаяся плотность не влияет на адсорбцию на единицу веса, она влияет на адсорбцию на единицу объема.4
Влага
В идеале количество физической влаги, содержащейся в активированном угле, должно находиться в пределах 3–6%.4
Содержание золы
Зольность активированного угля – это мера инертной, аморфной, неорганической и непригодной к использованию части материала. В идеале зольность должна быть максимально низкой, поскольку качество активированного угля повышается по мере снижения зольности. 4
Время публикации: 15 июля 2022 г.