Активированный уголь полезные свойства


Польза и вред активированного угля для здоровья человека

В аптеку, как правило, за активированным углем идут, когда случаются проблемы с пищеварением. Но знали ли вы, что эти таблетки способны улучшить состояние вашей кожи? Да, да! Древесный уголь может стать отличным помощником в избавлении от бактерий, он чистит кожу и при этом не сушит ее. К чудодейственным активированного угля прибегают уже много тысячелетий, его используют не только в медицине, но и в косметологии. В Древнем Египте, чтобы держать раны в стерильности, делали компрессы с углем, в XVIII веке уголь признали хорошим противоядием, а для фильтрации воды его стали применять еще до нашей эры.

Что же такое активированный уголь?

Возможно, многих людей будет смущать само слово «уголь». Но в действительности активированный уголь – это не те угольки, которые вы можете увидеть в костре. Во-первых, он обработан кислородом, во-вторых, он пористый, так как из него удалена вода.

Что же происходит в организме человека, когда он выпивает его при проблемах с желудком? Активированный уголь, как магнит, начинает притягивать к себе шлаки, токсины, «мусор», в основном органический. Такое качество «черной таблетки» способно помочь при отравлении химическими веществами и испорченной едой. Кстати, знали ли вы, что самые лучшие фильтры для очищения воды содержат углерод (угольные фильтры), то есть в них содержится активированный уголь.

Полезные свойства и польза активированного угля для организма

  • улучшает пищеварение,
  • помогает при гастрите,
  • устраняет диарею и вздутие живота,
  • помогает при отравлении,
  • выводит токсины из организма,
  • останавливает процесс брожения и гниения в кишечнике,
  • способствует похудению,
  • помогает при подагре,
  • лечит кожные заболевания,
  • отбеливает зубы.

Активированный уголь имеет пористую поверхность, благодаря которой данный продукт имеет высокую впитывающую способность. Это в свою очередь помогает бороться с отравлением организма человека. Активированный уголь принимают при пищевых, алкогольных, лекарственных отравлениях.

Уголь также считают антидотом. Он может выступать в качестве противоядия, нейтрализовать яды и токсины из желудочно-кишечного тракта, до того момента как они начнут всасываться.

Активированный уголь очищает не только желудок. Уголь является очень хорошим детоксом, ведь очищение организма — это первый шаг, который должен сделать человек, если хочет сбросить лишние килограммы. Этим объясняется и его роль в похудении. Разумеется, не стоит им увлекаться и пить его каждый день. Активированный уголь может помочь подготовить организм к новой системе питания.

Также полезно пить активированный уголь при вирусных заболеваниях, таких как дизентерия, холера, брюшной тиф. Кроме того, в инструкции по применению указано, что его следует употреблять при гастрите, колите и диареи.

Противопоказания и вред активированного угля

  • язва желудка и двенадцатиперстной кишки,
  • кровотечения из желудочно-кишечного тракта,
  • атония кишечника,
  • прием других лекарственных препаратов, витаминов, гормонов.

Довольно частый и бесконтрольный прием «черных таблеток» может вызвать гиповитаминоз, нарушить усвоение питательных веществ, а также спровоцировать хронические запоры.

Как правильно принимать активированный уголь для очищения

Чтобы получить максимальную пользу от средства, не стоит просто проглатывать таблетки. Лучше всего, измельчить их в порошок, залить небольшим количеством воды и выпить. Если на это нет времени, то достаточно будет пожевать таблетки, а затем запить водой.

Инструкция по применению активированного угля

При отравлениях взрослому человеку следует принимать за 1 прием 6 – 8 таблеток. Другими словами, 1 таблетка на 10 кг веса.

Для промывания желудка размельчите активированный уголь в порошок, возьмите 1 ст.л. средства и разведите в 1 литре воды. После промывания также следует выпить водный раствор из «черных таблеток».

Активированный уголь детям до 2 лет — на 1 кг веса — 0,05 г, но не больше 0,2 мг. Употреблять в виде порошка.

Применение

Его используют в народной медицине и косметологии.

Лечение активированным углем. Народные средства

При отравлениях и при метеоризме. 1 таблетка на 10 кг веса.

При аллергии. Ежедневно принимайте по 1 ч.л. порошка за 1 ч до приема пищи. Продолжительность лечения составляет 14 дней. Лечение следует начать с маленькой дозы — кончик ложки, постепенно увеличивая ее.

При гепатите. 1 ч.л. измельченного угля размешайте в стакане с водой. Принимайте средство 1 раз в день.

При подагре. Каждый день принимайте внутрь по 1 стакану воды с порошком. Пить средство надо 2 раза в день за полчаса до приема пищи. Уголь впитывает мочевую кислоту, из-за которой происходит отложение солей и воспаления.

Применение активированного угля для похудения

Сам продукт, конечно же, не является панацеей от лишнего веса. Он помогает лишь улучшить обмен веществ и вывести накопившийся мусор из организма, что способствует более легкому и быстрому похудению. Поэтому спорт и правильное питание не стоит игнорировать, если хотите приобрести красивую фигуру.

На протяжении 2 – 4 недель перед обедом и ужином надо принимать по 1 таблетке на 10 кг веса 3 раза в день. Всегда запивайте водой.

Активированный уголь для отбеливания зубов в домашних условиях

Он отлично справляется с зубным налетом. Очень здорово и то, что этот рецепт полностью натуральный.

Для приготовления вам потребуется зубная паста (или порошок), зубная щетка и порошок активированного угля. Нанесите на щетку пасту, а затем окуните ее в угольный порошок, паста должна полностью быть покрыта «чернотой». Затем почистите зубы. Не пугайтесь, что ваш рот приобретет черный налет. От него можно легко избавиться при помощи обычной воды — просто прополощите рот.

Внимание! Делать процедуру отбеливания зубов при помощи активированного угля следует не больше 1 – 2 раз в неделю, во избежание стирания зубной эмали.

Активированный уголь для лица в домашних условиях

Зная об очищающем свойстве волшебной «черной таблетки», следует использовать ее и для решения проблем с кожей. Маски, в состав которых входит активированный уголь, хорошо очищают поры. Их можно делать 1 – 2 раза в неделю для профилактики появления прыщей и угрей. Косметику на основе угля можно сделать самим или купить в специализированных магазинах.

Маска из активированного угля

Данная маска подойдет для любого типа кожи, необходимо только проверить аллергическую реакцию на небольшом участке кожи, например, на руке. Ждать стоит примерно 24 ч.

Угольные маски схожи по своему действию с глиняными, но косметологи все-таки признали, что уголь – более чистый продукт, чем глина. «Угольная» маска очищает поры кожи и матирует ее, а также удаляет излишки кожного сала.

Итак, для приготовления маски потребуются следующие ингредиенты:

  • 1 ч.л. активированного угля,
  • 1 ч.л. чистого сока алоэ,
  • 1 ч.л. воды или розовой воды,
  • 5 капель масла чайного дерева,
  • 1 щепотка морской соли.

Все вышеперечисленное хорошенько перемешайте, а затем тонким слоем нанесите на лицо. После того, как маска высохнет, смойте ее теплой водой.

Маска-скраб с активированным углем

Для ее приготовления возьмите 2 таблетки и 0,5−1 ч.л. воды. Чуть-чуть подождите. Таблетки начнут пузыриться по мере впитывания воды. Добавьте 1 ч.л. сока алоэ, 1 ч.л. меда и 1 ч.л. тростникового сахара. Хорошо все перемешайте, а затем получившуюся смесь нанести на лицо на 20 – 30 мин. Затем скраб смойте теплой водой.

Мыло с активированным углем

На первый взгляд, может показаться, что такие понятия как «уголь» и «мыло» не совместимы друг с другом. Но это не так. Активированный уголь часто входит в состав самодельного и лечебного мыла. А все потому, что он очищает организм от токсинов и шлаков (об этом уже много раз упоминалось выше). Людям, которые страдают акне и другими кожными заболеваниями, стоит им воспользоваться. Многие подтвердят, что облегчение не заставит себя долго ждать.

Кроме того, мыло с активированным углем не наносит никакого вреда коже. Приобрести его можно или в специализированных магазинах, или сварить самостоятельно. Рецепт приготовления прост: в самый простой (базовый) состав мыла добавляют порошок активированного угля.

Вот такой новый взгляд на обыденные вещи. :) Применение активированного угля очень обширно, но помните, что во всем надо знать меру.

8 способов применения активированного угля

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Активированный уголь, что такое активированный уголь, применение и преимущества активированного угля

Активированный уголь (также называемый активированным углем, активированным углем или активированным углем) - очень полезный адсорбент. Благодаря большой площади поверхности, пористой структуре (микро, мезо- и макро) и высокой степени реакционной способности поверхности активированный уголь может использоваться для очистки, дехлорирования, дезодорации и обесцвечивания как жидкостей, так и паров. Кроме того, активированные угли являются экономичными адсорбентами для многих отраслей промышленности, таких как очистка воды, производство пищевых продуктов, косметология, автомобильная промышленность, очистка промышленных газов, извлечение нефти и драгоценных металлов, в основном для золота.Основными материалами для активированного угля являются скорлупа кокосового ореха, уголь или древесина.

Различные типы активированного угля подходят для различных специализированных областей применения.

  • Гранулированный активированный уголь
  • Гранулированный активированный уголь
  • Уголь активированный в порошке
  • Активированный уголь с пропиткой
  • Каталитический активированный уголь

Каждый сорт и размер активированного угля зависят от области применения.Выбор правильного продукта с активированным углем и размера ячеек зависит от области применения и загрязняющих веществ, которые вы планируете удалить.

Типичные области применения:

  • Удаление летучих органических соединений, таких как бензол, TCE и PCE.
  • Сероводород (HS) и удаление отходящих газов
  • Активированный уголь с пропиткой, используемый в качестве ингибитора бактерий в фильтрах для питьевой воды
  • Удаление соединений, вызывающих вкус и запах, таких как MIB и геосмин
  • Восстановление золота
  • Удаление хлора и хлорамина

Очень важно разработать правильную систему фильтрации с активированным углем с достаточным временем контакта, перепадом давления и размером емкости.Кроме того, физические и химические характеристики активированного угля играют важную роль в эффективном удалении загрязняющих веществ. Таким образом, испытание материалов имеет важное значение, и можно использовать такие методы испытаний ASTM, как активность бутана, площадь поверхности, плотность и содержание воды (влажность), чтобы найти наиболее подходящий материал для вашего применения.

Активированный уголь считается самым мощным абсорбентом в мире. Он экологичен благодаря способности восстанавливать

Активированный уголь на основе скорлупы кокоса

Очень большая внутренняя поверхность, характеризующаяся микропористостью наряду с высокой твердостью и низким содержанием пыли, делает эти угли из скорлупы кокосовых орехов особенно привлекательными для воды и критического воздуха, а также для фильтров и респираторов в местах использования.

  • Очень большая площадь поверхности с большим количеством микропор
  • Высокая твердость с низким пылеобразованием
  • Превосходная чистота, зольность большинства продуктов не превышает 3-5%.
  • Возобновляемое и экологически чистое сырье.

Уголь активированный на угольной основе

Обычно этот относительно недорогой фильтрующий материал является высоким спросом как для газов, так и для жидкостей. Активированный уголь на основе угля имеет большую площадь поверхности, характеризующуюся как мезопорами, так и микропорами.

  • Постоянная плотность
  • Твердые материалы с минимальным пылеобразованием.
  • Экономичный

Активированный уголь на древесной основе

Он обеспечивает различные рабочие характеристики в промышленных приложениях, обычно связанных с углем или кокосовыми орехами.

Активированный уголь на основе древесины имеет большую площадь поверхности, характеризующуюся как мезопорами, так и микропорами, и обладает отличными обесцвечивающими свойствами благодаря своей характерной порометрии

  • Относительно низкая плотность
  • Возобновляемый источник сырья

Активированный уголь на каталитической основе

Каталитический уголь - это класс активированного угля, который используется для удаления хлораминов и сероводорода из питьевой воды.

Обладает всеми адсорбционными характеристиками обычных активированных углей, а также способностью стимулировать химические реакции.

Каталитический уголь не пропитан едкими химикатами

Поскольку каталитические угли не имеют пропиток, вам не нужно беспокоиться об уменьшении способности пахнуть органическими веществами или повышенном возгорании слоя пропитанных углей.

Каталитический уголь образуется за счет изменения структуры поверхности активированного угля.Он модифицируется путем обработки газа при высоких температурах для изменения электронной структуры и создания наивысшего уровня каталитической активности на углероде для восстановления хлорамина и h3S в воде. Эта добавленная каталитическая функциональность намного больше, чем у традиционных активированных углей. Каталитический уголь - экономичное решение для снижения уровня h3S до 20–30 частей на миллион. Каталитический уголь преобразует адсорбированный h3S в серную кислоту и сернистую кислоту, которые растворимы в воде, поэтому углеродные системы можно регенерировать с помощью промывки водой, чтобы восстановить емкость h3S для менее частых физических замен.

Активированный уголь с пропиткой

Пропитка поверхности химически модифицирует активированный уголь за счет тонкого распределения химикатов и металлических частиц на внутренних поверхностях его пор. Это значительно увеличивает адсорбционную способность угля за счет синергизма между химическими веществами и углем. И обеспечивает рентабельный способ удаления примесей из газовых потоков, что в противном случае было бы невозможно.

Водоподготовка

Благодаря своим антимикробным / антисептическим свойствам пропитанный серебром уголь является эффективным адсорбентом для очистки наземных бытовых и других систем водоснабжения.

Очистка газа

Пропитанный активированный уголь используется для очистки дымовых газов на угольных электростанциях и в других системах контроля загрязнения воздуха. Углерод может быть специально пропитан для удаления кислых газов, аммиака и аминов, альдегидов, радиоактивного йода, ртути и неорганических газов, таких как арсин и фосфин.Углерод, пропитанный оксидом металла, предназначается для неорганических газов, включая HCN, h3S, фосфин и арсин.

Нажмите здесь, чтобы запросить цену .

Свойства активированного угля | Desotec

Активированный уголь - это неопасный углеродсодержащий продукт с пористой структурой и очень большой внутренней поверхностью. Химическая структура активированного угля может быть определена как сырая форма графита со случайной аморфной структурой, которая является высокопористой в диапазоне размеров пор, от видимых полостей и зазоров до полостей молекулярных размеров.

ОБЪЕКТОВ

Обработка активированным углем основана прежде всего на явлении, известном как адсорбция, при котором молекулы жидкости или газа прилипают к внешней или внутренней поверхности твердого вещества.Активированный уголь имеет очень большую внутреннюю поверхность (до 1500 м² / г), что делает его очень подходящим для адсорбции. Активированный уголь может быть пропитан определенными химическими веществами, чтобы таким образом улучшить его свойства для определенных применений.

АССОРТИМЕНТ ПРОДУКЦИИ

  • Очистка воды и жидкостей> порошковый и гранулированный активированный уголь (ORGANOSORB®)

  • Очистка воздуха и газов> экструдированный гранулированный активированный уголь (AIRPEL®)

ЗАЯВКИ:

Вода и жидкости для:

  • Очистка муниципальной питьевой воды (удаление вкуса, запаха и микрозагрязнителей e.г. пестициды,…),
  • очистка бытовой воды (проточные и картриджные фильтры),
  • техническая вода (дехлорирование и обеззонирование),
  • очистка грунтовых вод,
  • Очистка сточных вод - третичная очистка (удаление следов органических веществ и ХПК, дезодорирование и обесцвечивание, измельчение в виде порошка для улучшения биологических сточных вод на аэробных или анаэробных установках биологической очистки сточных вод в качестве добавки для физико-химической обработки),
  • очистка сырья (очистка масел и жиров, алкогольных и безалкогольных напитков, красителей,…, обесцвечивание сахара и глюкозы, продуктов питания, химикатов, фармацевтических препаратов) и
  • каталитических процессов.

Воздух и газ для:

  • очистка воздуха и защита окружающей среды (удаление растворителей и углеводородов, дезодорирование, кондиционирование воздуха, вытяжки, дымовые газы, в порошкообразной форме удаление диоксинов, ртути и других микроэлементов из дымовых газов),
  • очистка технологических газов (удаление загрязняющих веществ из водорода, природного газа, двуокиси углерода, свалочного газа, регенерация растворителей и т. Д.),
  • защита органов дыхания (противогазы, удаление вредных токсичных соединений),
  • вентиляция бака,
  • очистка грунтовых вод,
  • молекулярные сита.
.

активированный уголь

Активированный уголь , также называемый активированным углем или активированным углем , является общим термином, который охватывает углеродный материал, в основном полученный из древесного угля. Для всех трех вариантов названия «активированный» иногда заменяется «активным». Как бы то ни было, это материал с исключительно большой площадью поверхности. Всего один грамм активированного угля имеет площадь поверхности около 500 м², обычно определяемую адсорбцией газообразного азота, и включает большую микропористость.Достаточная активация для полезных применений может происходить исключительно из-за большой площади поверхности, хотя часто используется дополнительная химическая обработка для улучшения впитывающих свойств материала.

Дополнительные рекомендуемые знания

Производство

Его можно производить двумя разными способами из различных углеродсодержащих исходных материалов, например.г., скорлупа орехов, дрова и уголь. Его можно производить с помощью одного из двух следующих процессов:

  1. Физическая реактивация : Прекурсор превращается в активированный уголь с использованием газов. Обычно это делается с помощью одного из следующих процессов или их комбинации:
    • Карбонизация : Материал с содержанием углерода подвергается пиролизу при температурах в диапазоне 600-900 ° C, в отсутствие воздуха (обычно в инертной атмосфере с такими газами, как аргон)
    • Активация / окисление : Сырье или карбонизированный материал подвергаются воздействию окислительной атмосферы (углекислый газ, кислород или пар) при температурах выше 250 ° C, обычно в диапазоне температур 600-1200 ° C.
  2. Химическая активация : Пропитка химическими веществами, такими как кислоты, такие как фосфорная кислота, или основания, такие как гидроксид калия, гидроксид натрия или соли, такие как хлорид цинка, с последующей карбонизацией при температурах в диапазоне 450-900 ° C. Считается, что стадия карбонизации / активации происходит одновременно с химической активацией. Этот метод может быть проблематичным в некоторых случаях, потому что, например, в конечном продукте могут оставаться следы цинка.Однако химическая активация предпочтительнее физической активации из-за более низких температур и более короткого времени, необходимого для активации материала.

Насыщенный активированный уголь можно регенерировать путем нагревания.

Недвижимость

Грамм активированного угля может иметь площадь поверхности более 500 м², из которых можно легко получить 1500 м². Для сравнения: теннисный корт - около 260 м². Углеродные аэрогели, хотя и более дорогие, имеют еще большую площадь поверхности и используются в специальных приложениях.

Под электронным микроскопом структура активированного угля немного напоминает скомканные вместе бумажные ленты, перемешанные с древесной стружкой. Существует множество укромных уголков и трещин, а также множество областей, где плоские поверхности графитоподобного материала проходят параллельно друг другу, разделенные лишь несколькими нанометрами или около того. Эти микропоры создают превосходные условия для возникновения адсорбции, поскольку адсорбирующий материал может взаимодействовать со многими поверхностями одновременно.Тесты адсорбционного поведения обычно проводятся с газообразным азотом при 77 K в высоком вакууме, но в повседневных условиях активированный уголь вполне способен производить эквивалент, адсорбируя из окружающей среды, жидкую воду из пара при 100 ° C и давлении 1 / 10 000 атмосферы.

Физически активированный уголь связывает материалы с помощью силы Ван-дер-Ваальса или силы дисперсии Лондона.

Активированный уголь плохо связывается с некоторыми химическими веществами, включая спирты, гликоли, аммиак, сильные кислоты и основания, металлы и большинство неорганических веществ, таких как литий, натрий, железо, свинец, мышьяк, фтор и борная кислота.Активированный уголь действительно очень хорошо поглощает йод, и фактически йодное число, мг / г (тест стандартного метода ASTM D28) используется в качестве показателя общей площади поверхности.

Активированный уголь может использоваться в качестве субстрата для нанесения различных химикатов для улучшения адсорбционной способности некоторых неорганических (и проблемных органических) соединений, таких как сероводород H 2 S), аммиак (NH 3 ), формальдегид (HCOH), радиоизотопы йод-131 ( 131 I) и ртуть (Hg).Это свойство известно как хемосорбция.

Классификации

Активированные угли - это сложные продукты, которые трудно классифицировать на основе их поведения, характеристик поверхности и методов приготовления. Тем не менее, существует некоторая широкая классификация для общего назначения, основанная на их физических характеристиках.

Активированный уголь в порошке (PAC)

Традиционно активные угли производятся в особой форме в виде порошков или мелких гранул размером менее 1.0 мм со средним диаметром от 0,15 до 0,25 мм. [ необходима ссылка ] Таким образом, они имеют большую внутреннюю поверхность с малым диффузионным расстоянием. PAC состоит из измельченных или измельченных частиц углерода, 95–100% которых проходят через специальное сито или сито. Гранулированный активированный уголь определяется как активированный уголь, удерживаемый на сите 50 меш (0,297 мм), и материал PAC как более мелкий материал, в то время как ASTM классифицирует размер частиц, соответствующий сите 80 меш (0.177 мм) и меньше, как у PAC. PAC обычно не используется на специальных судах из-за высокой потери напора. PAC обычно добавляют непосредственно в другие технологические установки, такие как водоприемники сырой воды, бассейны быстрого смешивания, осветлители и гравитационные фильтры.

Гранулированный активированный уголь (GAC)

Гранулированный активированный уголь имеет относительно больший размер частиц по сравнению с порошкообразным активированным углем и, следовательно, имеет меньшую внешнюю поверхность. Таким образом, диффузия адсорбата является важным фактором.Поэтому эти угли предпочтительны для всех видов адсорбции газов и паров, поскольку скорость их диффузии выше. Гранулированный уголь используется для очистки воды, дезодорирования и разделения компонентов проточной системы. ГАУ может быть в гранулированном или экструдированном виде. GAC имеет размеры, такие как 8x20, 20x40 или 8x30 для жидкой фазы и 4x6, 4x8 или 4x10 для паровой фазы. Углерод 20x40 состоит из частиц, которые проходят через стандартный размер ячейки США No.20 (0,84 мм) (обычно указывается прохождение 85%), но должно оставаться на сите стандартного размера ячейки 40 США (0,42 мм) (обычно указывается как оставшееся 95%). AWWA (1992) B604 использует сито 50 меш (0,297 мм) в качестве минимального размера GAC. Наиболее популярны угли в водной фазе размером 12x40 и 8x30, поскольку они имеют хороший баланс размера, площади поверхности и характеристик потери напора.

Гранулированный активированный уголь (EAC)

Состоит из экструдированного активированного угля цилиндрической формы с диаметрами от 0.От 8 до 5 мм. Они в основном используются в газовой фазе из-за низкого падения давления, высокой механической прочности и низкого содержания пыли.

Углерод с пропиткой

Пористые угли, содержащие 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 с добавлением серебра используется в качестве адсорбента для очистки бытовой воды.Питьевую воду можно получить из природной воды путем обработки природной воды смесью активированного угля и флокулянта Al (OH) 3 . Пропитанный уголь также используется для адсорбции H 2 S и меркаптанов. Сообщалось о скоростях адсорбции H 2 S до 50% по весу.

Углерод с полимерным покрытием

Это процесс, с помощью которого пористый углерод может быть покрыт биосовместимым полимером для получения гладкого и проницаемого покрытия без закупорки пор.Полученный уголь полезен для гемоперфузии. Гемоперфузия - это метод лечения, при котором большие объемы крови пациента пропускаются через абсорбирующее вещество для удаления токсичных веществ из крови.

Другое

Активированный уголь также доступен в специальных формах, таких как ткани и волокна.

Свойства активированного угля

Йодное число

Многие атомы углерода преимущественно адсорбируют небольшие молекулы. Йодное число является наиболее фундаментальным параметром, используемым для характеристики характеристик активированного угля.Это мера уровня активности (большее число указывает на более высокую степень активации), часто указывается в мг / г (типичный диапазон 500-1200 мг / г). Это мера содержания микропор активированного угля (от 0 до 20 Å или до 2 нм) за счет адсорбции йода из раствора. Это эквивалентно площади поверхности активированного угля от 900 м² / г до 1100 м² / г. Это стандартная мера для жидких фаз.

Меласса

Некоторые виды углерода более адсорбируют большие молекулы.Количество патоки или эффективность патоки - это мера содержания макропор в активированном угле (более 20 Å или более 2 нм) путем адсорбции патоки из раствора. Высокое число патоки указывает на высокую адсорбцию больших молекул (диапазон 95-600). Эффективность мелассы указывается в процентах (диапазон 40% -185%) и в параллельном количестве (600 = 185%, 425 = 85%). Число патоки в Европе (диапазон 525-110) обратно пропорционально числу патоки в Северной Америке.

Танин

Танины представляют собой смесь молекул большого и среднего размера.Углерод с комбинацией макропор и мезопор адсорбирует дубильные вещества. Способность угля адсорбировать дубильные вещества указывается в концентрациях миллионных долей (диапазон от 200 до 362 частей на миллион).

Метиленовый синий

Некоторые виды углерода имеют структуру мезопор, которая адсорбирует молекулы среднего размера, такие как краситель Метиленовый синий. Адсорбция метиленового синего указывается в г / 100 г (диапазон 11-28 г / 100 г).

Кажущаяся плотность

Более высокая плотность обеспечивает большую объемную активность и обычно указывает на более качественный активированный уголь.

Число твердости / истираемости

Это показатель устойчивости активированного угля к истиранию. Это важный индикатор активированного угля, позволяющий сохранять его физическую целостность и выдерживать силы трения, возникающие при обратной промывке и т. Д. Жесткость активированных углей сильно различается в зависимости от сырья и уровня активности.

Зольность

Снижает общую активность активированного угля. Это снижает эффективность реактивации.Металлы (Fe 2 O 3 ) могут выщелачиваться из активированного угля, что приводит к обесцвечиванию. Кислотно-водорастворимая зола более значительна, чем общая зольность.

Активность тетрахлорметана

Измерение пористости активированного угля адсорбцией насыщенного пара четыреххлористого углерода.

Гранулометрический состав

Чем мельче размер частиц активированного угля, тем лучше доступ к площади поверхности и тем выше скорость кинетики адсорбции.В парофазных системах это необходимо учитывать с учетом падения давления, которое повлияет на стоимость энергии. Тщательный учет гранулометрического состава может обеспечить значительные эксплуатационные преимущества.

Примеры адсорбции

Гетерогенный катализ

Наиболее часто встречающаяся форма хемосорбции в промышленности возникает, когда твердый катализатор взаимодействует с газообразным исходным сырьем, реагентом / ами. Адсорбция реагента / реагентов на поверхности катализатора создает химическую связь, изменяя электронную плотность вокруг молекулы реагента и позволяя ей вступать в реакции, которые обычно не доступны для нее.

Адсорбционное охлаждение

Адсорбционные циклы охлаждения и теплового насоса основаны на адсорбции газообразного хладагента адсорбентом при низком давлении и последующей десорбции при нагревании. Адсорбент действует как «химический компрессор», приводимый в действие теплом, и с этой точки зрения «насос» системы. Он состоит из солнечного коллектора, конденсатора или теплообменника и испарителя, который помещается в холодильный шкаф. Внутренняя часть коллектора покрыта адсорбционным слоем, заполненным активированным углем, абсорбированным метанолом.Холодильная камера утеплена, заполнена водой. Активированный уголь может адсорбировать большое количество паров метанола при температуре окружающей среды и десорбировать их при более высокой температуре (около 100 градусов Цельсия). В дневное время солнечный свет освещает коллектор, поэтому коллектор нагревается, и метанол десорбируется из активированного угля. При десорбции жидкий метанол, адсорбированный древесным углем, нагревается и испаряется. Пары метанола конденсируются и хранятся в испарителе.

Ночью температура коллектора снижается до температуры окружающей среды, и уголь адсорбирует метанол из испарителя. Жидкий метанол в испарителе испаряет и поглощает тепло воды, содержащейся в поддонах. Поскольку адсорбция - это процесс выделения тепла, коллектор необходимо эффективно охлаждать ночью. Как упоминалось выше, адсорбционная холодильная система работает с перебоями для создания охлаждающего эффекта.

Гелий можно также «перекачивать» с помощью термоциклирования «сорбционных насосов» с активированным углем при температуре от 4 кельвина и выше.Примером этого является обеспечение охлаждающей способности холодильников разбавления серии AST компании Oxford Instruments. 3 Пары He откачиваются с поверхности разбавленной фазы смеси жидкого 4 He и его изотопа 3 He. 3 He адсорбируется на поверхности углерода при низкой температуре (обычно 3He в концентрированной фазе жидкой смеси. Охлаждение происходит на границе раздела между двумя жидкими фазами, поскольку 3 He «испаряется» через границу раздела фаз. .Если в системе присутствует более одного насоса, можно получить непрерывный поток газа и, следовательно, постоянную мощность охлаждения, если один сорбционный насос регенерирует, а другой перекачивает. Такие системы, как эта, позволяют получать температуру до 10 мК (0,01 кельвина) с очень небольшим количеством движущихся частей.

Приложения

Активированный уголь используется в очистке газов, очистке золота, извлечении металлов, очистке воды, медицине, очистке сточных вод, воздушных фильтрах в противогазах и фильтрующих масках, фильтрах сжатого воздуха и многих других областях.

Одно из основных промышленных применений связано с использованием активированного угля в области отделки металлов. Он очень широко используется для очистки гальванических растворов. Например, это основной метод очистки для удаления органических примесей из растворов для блестящего никелирования. В гальванические растворы добавляются различные органические химические вещества для улучшения их отложений и улучшения таких свойств, как яркость, гладкость, пластичность и т. Д. Из-за прохождения постоянного тока и электролитических реакций анодного окисления и катодного восстановления органические добавки вызывают нежелательное разрушение. продукты в растворе.Их чрезмерное накопление может отрицательно повлиять на качество покрытия и физические свойства наплавленного металла. Обработка активированным углем удаляет такие загрязнения и восстанавливает характеристики покрытия до желаемого уровня.

Экологические приложения

Углеродная адсорбция имеет множество применений для удаления загрязняющих веществ из воздушных или водных потоков как в полевых условиях, так и в промышленных процессах, таких как:

  • Ликвидация разливов
  • Восстановление подземных вод
  • Фильтрация питьевой воды
  • Очистка воздуха
  • Улавливание летучих органических соединений в процессе окраски, химической чистки и других процессов

Применение в медицине

Активированный уголь используется для лечения отравлений и передозировок после перорального приема.Он предотвращает всасывание яда желудочно-кишечным трактом. В случае подозрения на отравление медицинский персонал вводит активированный уголь на месте происшествия или в отделении неотложной помощи больницы. Дозировка обычно является эмпирической из расчета 1 грамм / кг массы тела, обычно каждые 2 часа. Активированный уголь стал препаратом выбора при многих отравлениях, а другие методы обеззараживания, такие как рвота, вызванная ипекакой, или желудочные помпы используются редко.

Механизмы действия:

  • Связывание токсина для предотвращения всасывания в желудке и кишечнике.Связывание является обратимым, поэтому также можно добавить слабительное средство, такое как сорбит.
  • Нарушает энтерогепатическую циркуляцию некоторых лекарств / токсинов и их метаболитов.
  • Позволяет некоторым лекарствам / токсинам выводиться из крови и связываться с древесным углем в кишечнике - своего рода «кишечный диализ».

Неправильное введение (например, в легкие) приводит к легочной аспирации, которая иногда может быть фатальной, если не начать немедленную медицинскую помощь. [1] Использование активированного угля противопоказано, если проглоченное вещество представляет собой кислоту, щелочь или нефтепродукт.

Для догоспитального использования он поставляется в пластиковых тубах или бутылках, обычно 12,5 или 25 граммов, предварительно смешанных с водой. Торговые наименования включают InstaChar, SuperChar, Actidose и Liqui-Char, но обычно его называют просто активированным углем.

Как лекарство, отпускаемое без рецепта, он часто используется для лечения легкой диареи.

Очистка газа

Фильтры с активированным углем обычно используются при очистке сжатого воздуха и газов для удаления паров масла, запахов и других углеводородов из воздуха.В наиболее распространенных конструкциях используется принцип одноэтапной или двухступенчатой ​​фильтрации, когда активированный уголь залит внутри фильтрующего материала. Активированный уголь также используется в первичных системах жизнеобеспечения скафандров.

Очистка дистиллированных алкогольных напитков

Фильтры с активированным углем могут использоваться для фильтрации водки и виски от органических примесей. Поскольку активированный уголь плохо связывается со спиртами, процентное содержание этанола существенно не изменяется, но углерод будет связывать и удалять многие органические примеси, которые могут влиять на цвет, вкус и запах.Пропускание водки с органическими загрязнениями через фильтр с активированным углем 6-12 раз (или через такое же количество фильтров за один проход) приведет к получению водки с идентичным содержанием алкоголя и значительно повышенной органической чистотой, судя по запаху и вкусу. [2]

В традиционной медицине

В классическом китайском романе «Путешествие на Запад», глава 69, одним из ингредиентов, используемых для лечения таинственной болезни короля, была «сажа, соскобленная из кастрюли».

Список литературы

  • Энгбер, Дэниел (28 ноября 2005 г.). «Как работает активированный уголь?». Сланец .

См. Также

Аллотропы углерода
Распространенные формы: Аморфный углерод - Графит - Алмаз
Экзотические: Фуллерены (Бакминстерфуллерен · Углеродные нанотрубки · Углеродные нанотрубки - Углеродные наночастицы - Стеклоуглеродные наночастицы) Углеродная нано-пена - Лонсдейлит
Прочее: Чаоит - Присман C8 - Трикарбон - Атомарный углерод
.

Преимущества активированного угля из скорлупы кокоса

Впервые в индустрии активированного угля? Вы обнаружите, что это чрезвычайно полезно для вас, чтобы узнать основы активированного угля

.
  • Что такое активированный уголь
  • Основные свойства активированного угля
  • Адсорбция
  • Типы активированного угля
  • Производство активированного угля
  • Выбор активированного угля

Что такое активированный уголь?

Активированный уголь - это углеродсодержащая высокопористая адсорбционная среда, которая имеет сложную структуру, состоящую в основном из атомов углерода.Сети пор в активированном угле представляют собой каналы, созданные внутри жесткого каркаса из неупорядоченных слоев атомов углерода, связанных друг с другом химическими связями, неравномерно уложенных друг на друга, создавая высокопористую структуру из уголков, трещин, трещин и щелей между слоями углерода.

Активированный уголь производится из скорлупы кокосового ореха, торфа, твердой и мягкой древесины, бурого угля, битуминозного угля, оливковых косточек и различных углеродсодержащих специальных материалов. При производстве активированного угля из этого сырья используются механизмы химической активации или активации паром при высокой температуре.

Собственная сеть пор в решетчатой ​​структуре активированного угля позволяет удалять примеси из газообразных и жидких сред с помощью механизма, называемого адсорбцией. Это ключ к эффективности активированного угля.

Адсорбция

Адсорбция - это прикрепление или адгезия атомов, ионов и молекул (адсорбатов) из газообразной, жидкой или растворной среды к поверхности адсорбента - активированного угля. Пористость активированного угля предлагает обширную поверхность, на которой может происходить эта адсорбция.Адсорбция происходит в порах, немного превышающих размеры адсорбируемых молекул, поэтому очень важно, чтобы молекула, которую вы пытаетесь адсорбировать, соответствовала размеру пор активированного угля. Затем эти молекулы захватываются внутри пористой структуры углерода силами Ван-дер-Ваальса или другими связями притяжения и накапливаются на твердой поверхности.

Обычно 1 м3 активированного угля с 0,3 м3 внутренних пор может адсорбировать 30 м3 или более газа, даже если он присутствует в носителе в низких концентрациях.

Два типа адсорбции

Физическая адсорбция - Во время этого процесса адсорбаты удерживаются на поверхности стенок пор за счет слабых сил притяжения, известных как силы Ван-дер-Ваальса или силы дисперсии Лондона.

Хемосорбция - Это связано с относительно сильными силами притяжения, фактическими химическими связями между адсорбатами и химическими комплексами на стенке пор активированного угля.

Основные свойства активированного угля

Площадь поверхности - Как правило, чем больше площадь внутренней поверхности, тем выше эффективность угля. Площадь поверхности активированного угля впечатляет, от 500 до 1500 м2 / г или даже больше; ложка активированного угля легко равняется площади футбольного поля.

Именно в процессе активации создается эта обширная площадь поверхности. Самый распространенный процесс - активация паром; при температуре около 1000 ° C молекулы пара избирательно прожигают дыры в карбонизированном сырье, создавая таким образом множество пор внутри углеродистой матрицы.При химической активации фосфорная кислота используется для создания такой пористой системы при более низкой температуре.

Общий объем пор - Относится ко всем поровым пространствам внутри частицы активированного угля. Он выражается в миллилитрах на грамм (мл / г), объем по отношению к весу. Как правило, чем выше объем пор, тем выше эффективность. Однако, если размеры адсорбируемых молекул не соответствуют размеру пор, часть объема пор не будет использоваться.Общий объем пор (T.P.V.) различается в зависимости от источника сырья и типа метода активации.

Радиус пор - Средний (средний) радиус поры, часто измеряемый в ангстремах, зависит от типа активированного угля.

Распределение пор по объему. Каждый тип углерода имеет свое уникальное распределение размеров пор. Их называют микропорами (маленькими), мезопорами (средними) и макропорами (большими). Уголь для адсорбции многих типов молекул газа является микропористым.Лучшие угли для обесцвечивания имеют более высокое распределение мезопор.

  • Микропоры r <1 нм
  • Мезопоры r 1-25 нм
  • Макропоры r> 25 нм
    нм = нанометр

Различные виды активированного угля

Активированный уголь в основном доступен в трех формах или формах: порошкообразный, гранулированный и экструдированный. И каждая форма доступна во многих размерах. В зависимости от области применения и требований рекомендуется использовать конкретную форму и размер.

Гранулированный активированный уголь (GAC)

GAC - это частицы неправильной формы, образованные путем измельчения и просеивания. Размеры этой продукции варьируются от 0,2 мм до 5 мм. Их преимущества заключаются в том, что они более твердые и долговечные, чем порошкообразный активированный уголь, удобны в обращении, очищают большие объемы газа или жидкостей постоянного качества и могут быть повторно активированы и повторно использованы много раз. GAC используются как в жидкой, так и в газовой фазах, а также в стационарных и подвижных системах.

При использовании жидкой фазы гранулированный активированный уголь набивается в колонны и колонны, через которые протекает жидкость.GAC используются там, где есть один продукт, который необходимо постоянно очищать или производить в больших количествах. При применении в газовой фазе ГАУ имеют то преимущество, что они имеют достаточный поток с приемлемым перепадом давления через углеродный слой.

Кроме того, гранулированный активированный уголь почти всегда регенерируется и используется повторно. Период между реактивациями значительно варьируется, но в среднем составляет 18 месяцев. Потери материала при реактивации составляют от 5% до 15%.

Порошкообразный активированный уголь (ПАУ)

ПАУ обычно имеют гранулометрический диапазон от 5 до 150 Å, хотя доступны более крупные и более мелкие фракции.Преимущества порошкообразных активированных углей заключаются в более низких затратах на переработку и гибкости в эксплуатации. Дозировка порошкообразного активированного угля может быть легко увеличена или уменьшена в зависимости от условий процесса. Активированный уголь в порошке в основном используется для жидкофазной адсорбции. Их добавляют к обрабатываемой жидкости, смешивают с жидкостью и после адсорбции удаляют осаждением и фильтрацией. Активированные угли в порошке обычно используются в периодическом процессе, так как добавляемое количество можно легко изменить, а порошок легко удалить.Кек влажного порошка не регенерируется из-за проблем, связанных с рециркуляцией углерода, а сжигается или размещается на свалках.

Углерод экструдированный

Это цилиндрические гранулы диаметром от 1 мм до 5 мм. Процесс экструзии вместе с используемым сырьем гарантирует, что конечный продукт будет твердым и пригодным для тяжелых условий эксплуатации. Форма экструдированных гранул обеспечивает низкий перепад давления в системе, что является важным фактором при использовании в газовой фазе.Рынки включают регенерацию растворителей, очистку газов и контроль автомобильных выбросов, где высокая объемная активность, низкий перепад давления и высокая устойчивость экструдированного угля к запасам позволяют им прослужить весь срок службы автомобиля.

Производство активированного угля

Углеродистые материалы активируются двумя способами

  1. Активация Steam
  2. Химическая активация

Активация паром

Активация паром - это наиболее широко используемый процесс, поскольку он обычно используется для активации как скорлупы кокосового ореха, так и угля на основе угля.Паровой активированный уголь производится в два этапа. Во-первых, сырье в виде комков, предварительно заданного материала, брикетов или экструдатов карбонизируется путем нагревания в инертной атмосфере, такой как дымовой газ, так что происходит обезвоживание и удаление летучих углеродов. На этой стадии температуры обычно не превышают 700 ° C. Карбонизация снижает содержание летучих в исходном материале до уровня ниже 20%. Производится кокс с порами, которые либо малы, либо слишком ограничены для использования в качестве адсорбента.

Вторая стадия - стадия активации, которая увеличивает структуру пор, увеличивает площадь внутренней поверхности и делает ее более доступной. Обугленный продукт активируют паром при температуре от 900 ° C до 1100 ° C. Химическая реакция между углеродом и паром происходит на внутренней поверхности углерода, удаляя углерод со стенок пор и тем самым увеличивая поры. Процесс паровой активации позволяет легко изменять размер пор и производить угли, подходящие для конкретных целей.Например, структура пор должна быть открыта больше для адсорбции небольших молекул из раствора, как при очистке воды, чем для адсорбции крупных цветных молекул при обесцвечивании сахара.

Активация паром производит активированный уголь в размерах от 1 до 3 мм, которые измельчаются и просеиваются для удаления мелких частиц и пыли в соответствии со спецификациями для гранулированного активированного угля. Для получения порошкообразного активированного угля куски угля дополнительно измельчаются с использованием мягкого измельчающего действия.

Химическая активация

Химическая активация обычно используется для производства активированного угля из опилок, древесины или торфа. Химическая активация включает смешивание сырья с активирующим агентом, обычно фосфорной кислотой, для разбухания древесины и раскрытия структуры целлюлозы. Паста из сырья и фосфорной кислоты сушится и затем карбонизируется, обычно во вращающейся печи, при относительно низкой температуре от 400 ° C до 500 ° C. При карбонизации химикат действует как опора и не позволяет полученному углю усадиться.Он обезвоживает сырье, что приводит к обугливанию и амортизации углерода, создавая пористую структуру и увеличенную площадь поверхности.

Активность контролируется изменением соотношения сырья и используемого реагента. Для фосфорной кислоты соотношение обычно составляет от 1: 0,5 до 1: 4; активность увеличивается с увеличением концентрации реагента, а также зависит от температуры и времени пребывания в печи.

Активированный уголь, полученный этим методом, имеет подходящее распределение пор, позволяющее использовать его в качестве адсорбента без дополнительной обработки.Это связано с тем, что используемый процесс включает «кислотную промывку», которая используется в качестве стадии очистки в пароактивных углях после активации. Однако химически активированные угли имеют более низкую чистоту, чем специально промытые кислотой паровые активированные угли, поскольку они содержат небольшое количество остаточного фосфата.

В результате этого химического процесса активации обычно образуется порошкообразный активированный уголь. Если требуется гранулированный материал, гранулированное сырье пропитывают активирующим агентом и используют тот же метод.Однако производимые гранулированные активированные угли имеют низкую механическую прочность и не подходят для многих применений в газовой фазе. В некоторых случаях химически активированный уголь подвергается второй активации паром для придания дополнительных физических свойств.

Выбор активированного угля для вашего приложения

Углеродная форма и конструкция системы

Для общих конструкций адсорбционных систем, включая системы «Углерод в выщелачивании» (CIL) и «Углерод в целлюлозе» (CIP), в фильтрах с неподвижным или подвижным слоем используются гранулированный уголь, система колонн для более мелких размеров и гранулированный активированный уголь (от 1 мм до 4 мм).Для порошков активированного угля наиболее подходящими применениями являются флотационные системы и периодический процесс, когда использованный уголь удаляется фильтрацией после соответствующего времени контакта.

Размер частиц и кинетика адсорбции

Более мелкие частицы увеличивают скорость диффузии адсорбатов в поры, следовательно, улучшают кинетику, но смачиваемость / фильтрация порошков, падение давления или проблемы с просеиванием гранул являются ограничивающими факторами. Поэтому выбор диапазона размеров частиц и распределения является компромиссом.

Однако в случае цилиндрических гранул уголь имеет преимущество в виде лучшей набивки слоя, что устраняет некоторые недостатки гранулированного углерода, такие как падение давления и проблемы с просеиванием, но меньшая твердость и большая стоимость по сравнению с углеродом неправильной формы могут быть ограничивающим фактором.

Распределение размеров пор и другие параметры

В зависимости от диапазона размеров молекул целевых адсорбатов требования к распределению пор по размеру меняются. При экстракции золота углерод с высоким распределением микропор будет способствовать эффективной и действенной адсорбции комплексов цианида золота.Если вы нацелены на удаление крупных окрашенных молекул и загрязняющих веществ, подойдет углерод с большим распределением мезо- и макропор.

Требуемая адсорбционная способность и чистота активированного угля будут зависеть от конечного применения. Твердость углерода также необходимо учитывать в сравнительных исследованиях. Такой подход привел к преимуществам для потребителя, увеличению срока службы, большей эффективности фильтров, меньшему количеству циклов регенерации, экономии затрат на оборудование за счет уменьшения размеров фильтров и вариативности средств реактивации.

Заводские испытания

Перед принятием решения о покупке обязательно после этапов выбора должны быть проведены фактические заводские испытания или пилотные испытания, стимулирующие все параметры промышленного процесса.

Другие влияния на свойства углерода

Помимо физических свойств пор, на адсорбционную кинетику и емкость углерода часто влияют поверхностные кислородные группы и неполярная природа поверхности. В дополнение к повышению эффективности адсорбции для отдельных областей применения выполняются определенные модификации поверхности, инженерия поверхности и пропитка.

.

Смотрите также