ЩО ТАКЕ АКТИВОВАНЕ ВУГІЛЛЯ
Активоване вугілля з точки зору хімії – це одна з форм вуглецю з недосконалою структурою, практично не містить домішок, таких як: водень, азот, галогени, сірка і кисень.
Недосконала форма характеризується високим ступенем пористості з порами, розмір яких коливається в широкому діапазоні з межами, які відрізняються більш ніж в 106 разів – від видимих тріщин і щілин до різних проломів і порожнеч на молекулярному рівні. Саме високий рівень пористості робить активоване вугілля «активованим».
Зовнішній вигляд – чорні аморфні гранули або порошок, карбонизовані вуглецевого матеріалу різного розміру і форми.
За своїм хімічним складом активоване вугілля схожий з графітом, матеріалом, використовуваним в звичайних олівцях. Активоване вугілля, алмаз, графіт – все це форми вуглецю, практично не містять домішок.
Міжмолекулярна тяжіння, що існує в порах вугілля, призводить до виникнення адсорбційних сил, які за своєю природою схожа на силу гравітації з тією лише різницею, що діють вони на молекулярному, а не на астрономічному рівні. Називаються вони Ван-дер-ваальсово сили.
Ці сили викликають реакцію, подібну реакції осадження, при якій адсорбирующие речовини можуть бути видалені з водних або газових потоків.
Хімічні реакції та хімічні зв’язки також можуть виникати між адсорбирующими речовинами і поверхнею активованого вугілля або неорганічними домішками. Ці процеси називаються хімічної адсорбції або хемосорбцией.
Однак саме процес фізичної адсорбції відбувається при взаємодії активованого вугілля і адсорбуючого речовини.
СТРУКТУРА ПОР АКТИВОВАНОГО ВУГІЛЛЯ
В активованому вугіллі розрізняють три категорії пір: мікро-, мезо- і макропор. Мікро- та мезопори складають найбільшу частину поверхні активованого вугілля. Відповідно, саме вони вносять найбільший внесок в їх адсорбційні властивості. Мікропори особливо добре підходять для адсорбції молекул невеликого розміру, а мезопори – для адсорбції більших органічних молекул.
Визначальний вплив на структуру пір активованого вугілля надають вихідні матеріали для їх отримання. Активоване вугілля на основі шкаралупи кокосів характеризуються більшою часткою мікропор, а активоване вугілля на основі кам’яного вугілля – більшою часткою мезопор. Велика частка макропор характерна для активованого вугілля на основі деревини.
 |
 |
 |
КАРБОНИЗОВАНА ДЕРЕВИНА |
АКТИВОВАНЕ КАМ’ЯНЕ ВУГІЛЛЯ |
АКТИВОВАНЕ КОКОСОВЕ ВУГІЛЛЯ |
АДСОРБЦІЯ
Молекули видаляються забруднювачів утримуються на поверхні активованого вугілля міжмолекулярними силами Ван-дер-Ваальса. Таким чином, активоване вугілля видаляють забруднювачі з очищаються речовин (на відміну, наприклад, від знебарвлення, коли молекули кольорових домішок не видаляються, а хімічно перетворюються в безбарвні молекули).
Ефективність вугілля як адсорбенту залежить від величини його доступною площі поверхні. На ефективність адсорбції можуть також впливати такі фактори, як розмір молекул адсорбата, розмір пір і гранул вугілля, температура і pH розчину.
 |
Макропори (> 500 Å) |
| Мезопори (20 – 500 Å) |
|
| Мікропори (< 20 Å) |
ХЕМОСОРБЦИЯ
Деякі речовини слабо адсорбуються на поверхні звичайних активованого вугілля. До числа таких речовин відносяться аміак, діоксид сірки, пари ртуті, сірководень, формальдегід, хлор, ціаністий водень.
Для ефективного видалення таких речовин використовуються активоване вугілля, насичені спеціальними хімічними реагентами.
В даний час активоване вугілля, в основному випускається в наступних 4 формах.
ФОРМИ АКТИВОВАНОГО ВУГІЛЛЯ
ГРАНУЛЬОВАНЕ АКТИВОВАНЕ ВУГІЛЛЯ
ПОРОШКОВЕ АКТИВОВАНЕ ВУГІЛЛЯ
ЕКСТРУДОВАНЕ АКТИВОВАНЕ ВУГІЛЛЯ (Екструдер)
ТКАНИНА ПРОСОЧЕНА АКТИВОВАНИМ ВУГІЛЛЯМ
 |
 |
ГРАНУЛЬОВАНЕ АКТИВОВАНЕ ВУГІЛЛЯ |
ФОРМОВАНЕ ЕКСТРУДОВАНЕ АКТИВОВАНЕ ВУГІЛЛЯ |
 |
 |
ПОРОШКОВЕ АКТИВОВАНЕ ВУГІЛЛЯ |
АДСОРБЦІЙНА УГОЛЬНА ТКАНИНА |
Важливо знати: застосування активованого вугілля.