Войти
Активированный уголь, также называемый активированный углем, представляет собой форму угля, обработанного так, чтобы иметь небольшие поры с небольшим объемом, которые увеличивают площадь поверхности, доступную для адсорбция или химические реакции. Активированный иногда заменяют активным.
Из-за высокой степени микропористости один грамм активированного угля имеет площадь поверхности, превышающую 3000 м (32000 квадратных футов), как определено с помощью адсорбции газа. Уровень активации, достаточный для полезного применения, может быть получен только на большой площади поверхности. Дальнейшая химическая обработка часто улучшает адсорбционные свойства.
Активированный уголь обычно используют из древесного угля. Когда он получен из угля, он регистрируется как активированный уголь. Активированный коксполучают из кокса.
Активно используется при хранении метана и водорода, очистка воздуха, извлечения растворителя, декафеинирования, очистки золота, извлечение металлов, очистка воды, медицина, очистка сточных вод, воздушные фильтры в респираторах, фильтры для сжатого воздуха, отбеливание зубов, производство хлористого водорода и многие другие применения.
Одно из основных промышленных применений включает использование активированного угля в отделке металлов для очистки гальванических растворов. Например, это основной метод очистки для удаления примесей из растворов для блестящего никелирования. В гальванические растворы добавляют органические химические вещества для улучшения их свойств, как яркость, гладкость, пластичность и т. Д. Из-за прохождения постоянного тока и электролитических продуктов анодного окисления и катодного восстановления органические добавки образующие нежелательные разрушения. в растворе. Их чрезмерное наращивание может отрицательно сказаться на качестве покрытия физических свойствх наплавленного металла. Обработка активированным углем удаляет такие загрязнения и восстанавливает характеристики покрытия до желаемого уровня.
Активированный уголь используется для лечения отравлений и передозировок после перорального приема внутрь. Таблетки или капсулы активированного угля используются во многих странах в качестве лекарственного средства для лечения диареи, расстройства желудка и метеоризма. Однако активированный уголь не действует на кишечные газы и диарею и обычно неэффективен с медицинской точки зрения, если отравление происходит в результате проглатывания коррозионных агентов, борной кислоты, нефтепродуктов, и особенно неэффективен против отравлений сильными кислотами или щелочь, цианид, железо, литий, мышьяк, метанол, этанол или этиленгликоль. Активированный уголь не предотвратит попадание этих химикатов в организм человека. Он входит в Список основных лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения, самые безопасные и эффективные лекарства, необходимые в системе здравоохранения.
Неправильное применение (например, в легкие ). в легочной аспирации, которая иногда может привести к летальному исходу, если не начать немедленное лечение.
Активированный уголь в 50% мас. / мас. комбинация с целитом, используется в качестве неподвижной фазы при хроматографическом разделении углеводов низкого давления (моно-, ди-, три- сахариды ) использование с растворов этанола (5–50%) в качестве подвижной фазы в аналитических или препаративных протоколах.
Активированный уголь полезен для извлечения пероральных антикоагулянтов прямого действия (DOAC), таких как дабигатран, апиксабан, ривароксабан и эдоксабан, из образцов плазмы крови. С целью его превратили в «минитаблетки», каждую из которых содержит 5 мг активированного угля для обработки 1 мл DOAC. Этот активированный уголь не влияет на факторы свертывания крови, гепарин или большинство других антикоагулянтов, это позволяет анализировать образец плазмы на предмет отклонений, на которые в случае влияния DOAC.
Адсорбция углерода имеет множество применений для удаления загрязняющих веществ из потоков воздуха или воды как в полевых условиях. и в промышленных процессах, таких как:
На раннем этапе реализации закона о безопасной питьевой воде 1974 года в США официальные лица EPA разработало правило, в котором требовалось очищать питьевую воду. системы для использования гранулированного активированного угля. GAC встретило сильное сопротивление по всей со стороны водоснабжения, включая страны водоснабжения в Калифорнии. Следовательно, агентство отменило правило. Фильтрация активированным углем - эффективный метод очистки воды благодаря своей многофункциональности. Существуют типы методов и оборудования фильтрации с активированным углем, которые указаны в зависимости от загрязнителей.
Активированный уголь также используется для использования излучением радона в воздухе.
Активированный уголь (древесный уголь) - разрешенное вещество, используемое фермерами-органиками в животноводстве, так и в виноделии. В животноводстве он используется как пестицид, кормовая добавка для животных, технологическая добавка, несельскохозяйственные ингредиенты и дезинфицирующее средство. В органическом виноделии активированный уголь разрешается использовать в качестве технологического агента для адсорбции коричневых цветных пигментов из концентратов белого винограда. Иногда его используют как biochar.
Фильтры с активированным углем (фильтры переменного тока) для фильтрации водки и виски органические примеси, которые могут влиять на цвет, вкус и запах. Пропуск водки с органическими загрязнениями через фильтр с активированным углем с надлежащей скоростью потока к приведению водки с идентичным содержанием спирта и значительно повышенной органической чистотой, судя по запаху и вкусу.
Проводятся исследования возможностей различных активированных углей накапливать природный газ и газообразный водород. Пористый материал действует как губка для разных газов. Газ притягивается к углеродному материалу за счет сил Ван-дер-Ваальса. Некоторым углям удалось достичь энергии связи 5–10 кДж на моль. В случае использования газообразного водорода в водородном топливном элементе. Хранение газа в активированном угле является привлекательным методом хранения газа, потому что газ может храниться в условиях низкого давления, малой массы и небольшого объема, что было бы намного более осуществимо, чем громоздкие бортовые резервуары высокого давления в транспортных средствах. Министерство энергетики США определило достижения цели, которые достигаются в достижении области исследования и разработки нанопористых материалов. Все цели еще не достигнуты, но многочисленные учреждения, включая программу ALL-CRAFT, продолжают вести работу в этой многообещающей области.
Фильтры с активированным углем обычно используются при очистке сжатого воздуха и газов для удаления паров масла, запаха и других углеводородов из воздуха. В наиболее распространенных конструкциях используется принцип одноступенчатой или двухступенчатой фильтрации, при активированный уголь залит внутри фильтрующего материала.
Фильтры с активированным углем используются для удержания радиоактивных газов в воздухе, откачанном из конденсатора турбины ядерного реактора с кипящей водой. Большие древесного угля адсорбируют эти газы и удерживают их, в то время как они быстро распадаются на нерадиоактивные твердые частицы. Твердые частицы улавливаются частицами древесного угля, в то время как фильтры проходят через них.
Активированный уголь обычно используется в лабораторных условиях для растворов молекулярных молекул, нежелательные окрашенные органические примеси очистки.
Фильтрация через активированный уголь используется в крупномасштабных тонких химических и фармацевтических процессах с той же целью. Уголь либо смешивают с растворами, затем отфильтровывают, либо иммобилизуют на фильтре.
Активированный уголь часто используется для выбросов вредных веществ от угольных электростанций, медицинских мусоросжигательных заводов, а также от природного газа на устье скважины. Этот уголь представляет собой особый продукт, стоимость которого превышает 4 доллара США за кг.
Он часто не перерабатывается, активированный уголь, представляет собой дилемму утилизации. Если активированный уголь содержит менее 260 частей на миллион ртути, федеральные правила США позволяют стабилизировать его (например, замочить в бетоне) для захоронения. Однако отходы, содержащие более 260 частей, защищенных от заражения, запрещены к захоронению (Правило запрета на землю). Этот материал в настоящее время накапливается на складах и в глубоких заброшенных шахтах примерно 100 тонн в год.
Проблема утилизации активированного угля, содержащего ртуть, не является уникальной для Соединенных Штатов. В Нидерландах эта ртуть в степени восстанавливается, а активированный уголь утилизируется путем сжигания с образованием углерода (CO2).
Активированный уголь - это уголь, произведенный из углеродсодержащих исходных материалов, таких как бамбук, кокосовая шелуха, ива торф, древесины, кокосовое волокно., лигнит, уголь и нефтяной пек. Его можно получить с помощью одного из следующих процессов:
Активированные угли сложные сложные продукты, которые трудно классифицировать на основе их поведения, характеристики поверхности и другие основные критерии. Тем не менее, существует некоторая широкая классификация для общих целей, основанная на их размере, способах приготовления и промышленном применении.
Обычно активированный уголь (R 1) изготавливается в виде частиц в виде порошков или мелких гранул размером менее 1,0. диаметром от 0,15 до 0,25 мм. Таким образом, они имеют большое отношение поверхности к объему с малым диффузионным расстоянием посредством. Активированный уголь (R 1) определяеткак частицы активированного угля, задержанные на сите 50 меш (0,297 мм).
Материал PAC - это более тонкий материал. ПАК состоит из измельченных или измельченных частиц углерода, 95–100% которых проходят через специальное сито меш. ASTM классифицирует частицы, проходящие через сито 80 меш (0,177 мм) и меньше, как PAC. Использование PAC в выделенном сосуде не является обычным из-за высокой потери напора, которая может быть причиной. Вместо этого PAC использовать такие как водоприемники сырой воды, бассейны быстрого смешивания, осветлители и гравитационные фильтры.
Гранулированный активированный уголь (GAC) имеет относительно больший размер частиц по сравнению с порошкообразным активированным углем и, следовательно, имеет меньшую внешнюю поверхность. Таким образом, диффузия адсорбата является важным фактором. Эти угли подходят для адсорбции газов и паров, поскольку они быстро диффундируют. Гранулированный уголь используется для очистки воды, дезодорации и разделения компонентов проточной системы, а также в бассейне малых смешения. GAC может быть в гранулированном или экструдированном виде. GAC обозначается такими размерами, как 8 × 20, 20 × 40 или 8 × 30 для жидкой фазы и 4 × 6, 4 × 8 или 4 × 10 для паровой фазы. Углерод 20 × 40 состоит из частиц, которые проходят через сито № 20 по стандарту США (0,84 мм) (обычно указывается прохождение 85%), но останутся на сите по стандарту США № 40 (0,42 мм). ) (обычно указывается как 95% сохраненных). AWWA (1992) B604 использует сито 50 меш (0,297 мм) в качестве минимального размера GAC. Наиболее популярные угли в водной фазе имеют размеры 12 × 40 и 8 × 30, поскольку они имеют хороший баланс размера, площади поверхности и характеристик потери напора.
Экструдированный активированный уголь (EAC) объединяет порошкообразный активированный уголь со связующим, которые сплавляются вместе и экструдируются в блок активированного угля цилиндрической формы диаметром от 0,8 до 130 мм. Они в основном используются в газовой фазе из-за низкого падения давления, высокой механической прочности и низкого содержания пыли. Также продается как фильтр CTO (хлор, вкус, запах).
Гранулированный активированный уголь (ВАС) изготавливается из нефтяного пека и поставляется в диаметрах приблизительно от 0,35 до 0,80 мм. Подобно EAC, он также отличается низким перепадом давления, высокой механической прочностью и низким содержанием пыли, но с меньшим размером зерна. Его сферическая форма делает его предпочтительным для применений с псевдоожиженным слоем, таких как фильтрация воды.
Пористый углерод, содержащий несколько типов неорганических пропиток, таких как йод, серебро, катионы, такие как Al , Mn, Zn, Fe, Li, Ca также были подготовлены для специального применения в борьбе с загрязнением воздуха, особенно в музеях и галереях. Активированный уголь, содержащий серебро, благодаря своим антимикробным и антисептическим свойствам используется в качестве адсорбента для очистки бытовой воды. Питьевая вода может быть получена из природной воды путем обработки природной воды смесью активированного угля и Al (OH) 3, флокулянтом. Пропитанные угли также используются для адсорбции сероводорода (H2S ) и тиолов. Сообщалось о скоростях адсорбции H 2 S до 50% по массе.
Это процесс, с помощью которого можно наносить покрытие на пористый углерод с биосовместимым полимером для получения гладкого и проницаемого покрытия без закупорки пор. Полученный углерод используется для гемоперфузии. Гемоперфузия - это метод лечения, при котором большие объемы крови пациента пропускаются над адсорбирующим веществом для удаления токсичных веществ из крови.
Ткань из активированного угляСуществует технология переработки технического волокна из искусственного волокна в ткань из активированного угля для фильтрования угля. Адсорбционная способность активированной ткани больше, чем у активированного угля (теория БЭТ ), площадь поверхности: 500–1500 м / г, объем пор: 0,3–0,8 см / г). Благодаря различным формам активированного материала его можно использовать в широком диапазоне применений (суперконденсаторы, поглотители запахов, защита от CBRN промышленность и т. Д.).
Грамм активированного угля может иметь площадь поверхности, превышающую 500 м (5400 квадратных футов), из которых легко достижимо 3000 м (32000 квадратных футов). Углеродные аэрогели, хотя и более дорогие, имеют еще большую
