Aktivni ugljen je ugljični materijal sa visoko razvijenom strukturom pora. Njegov princip rada uključuje sljedeće vrste: fizičku adsorpciju, hemijsku adsorpciju i katalitičku razgradnju.
Detaljno objašnjenje procesa
• Aktivacija: Metode pripreme aktivnog uglja mogu se grubo podijeliti u tri kategorije: metoda fizičke aktivacije (takođe poznata kao metoda gasne aktivacije), metoda hemijske aktivacije i kombinovana fizikalno-hemijska metoda aktivacije. Među njima, metoda kemijske aktivacije je uobičajena metoda pripreme u industriji.
• Fizička adsorpcija: Princip fizičke adsorpcije može se podijeliti na sljedeće aspekte: strukturna osnova, kinetika adsorpcije i ključni uslovi. Prvo, njegova porozna struktura je preduvjet, jer razvijene pore pružaju ogromnu površinu, omogućavajući aktivnom ugljenu da u potpunosti kontaktira nečistoće. Drugo, međusobna privlačnost između molekula je glavna pokretačka sila. Mnogi molekuli na zidu pora stvaraju privlačnost, što uvlači molekule nečistoće u pore. Konačno, usklađivanje veličine pora sa prečnikom molekula nečistoće je ključ za postizanje efikasne adsorpcije. Pore treba da budu nešto veće od prečnika molekula nečistoće, i ne treba da budu prevelike ni premale da bi se postigao najbolji efekat adsorpcije.
• Hemijska adsorpcija: U nekim slučajevima dolazi do hemijske reakcije. Učinak kemijskih veza između adsorbenata i adsorbata (otopljenih tvari) uzrokuje kemijsku reakciju. Reakcija rezultira snažnom vezom između adsorbenata i adsorbata (otopljenih tvari). Kako kemijske reakcije zahtijevaju puno energije aktivacije, obično ih je potrebno provesti na višim temperaturama, što rezultira većom adsorpcijskom toplinom. To je vrsta selektivne adsorpcije, jer adsorbens ima adsorpcijski učinak samo na jednu ili nekoliko određenih tvari. Budući da se hemijska adsorpcija oslanja na direktnu hemijsku vezu između adsorbenta i adsorbata, može formirati samo monosloj. Adsorpcija je relativno stabilna i ne može se lako desorbirati. Ova adsorpcija je direktno povezana sa spoljašnjim hemijskim svojstvima adsorbenta i hemijskim svojstvima adsorbata.
• Katalitička razgradnja
Dio aktivnog uglja razgrađuje organske zagađivače (kao što su fenolna jedinjenja) površinskom katalizom, ali ovaj proces ovisi o specifičnim procesima pripreme i karakteristikama sirovina, a često se kombinira s drugim tehnologijama (kao što je oksidacija ozona) u industrijskim primjenama.
Medij sa aktivnim ugljem je adsorbujući materijal napravljen od aktivnog uglja kao sirovine. Ima karakteristike porozne strukture, velike specifične površine i snažnog adsorpcionog kapaciteta. Široko se koristi u poljima kao što su pročišćavanje zraka, tretman vode, podrška katalizatorima, itd.
Osnovne karakteristike
Mediji sa aktivnim ugljenom pripremaju se putem procesa fizičke ili hemijske aktivacije, sa površinom bogatom mikroporoznim strukturama koje mogu da adsorbuju štetne supstance (kao što su formaldehid, mirisi), teške metale itd. u gasovima i tečnostima, a istovremeno imaju i sposobnost dekolorizacije.
Primjeri njegove tipične primjene
• Prilikom prečišćavanja vode, mediji sa aktivnim ugljem mogu ukloniti mirise, boje, hlor, teške metale i organske zagađivače iz vode za prečišćavanje vode za piće ili industrijske otpadne vode.
• U prečišćavanju vazduha, mediji sa aktivnim ugljem mogu uhvatiti mirise i štetne gasove u domovima, industrijskim okruženjima, pa čak i svemirskim odelima.
• U prehrambenoj industriji mediji sa aktivnim ugljem imaju funkciju dekolorizacije i rafinacije (temperaturu je potrebno kontrolisati na 60-80 stepeni).
• U farmaceutskoj oblasti, medij sa aktivnim ugljem se može koristiti za pročišćavanje krvi (medicinski aktivni ugalj- mora ispunjavati USP standarde).