Полезные свойства активированного угля для организма


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. Более 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 загрязнений. Следовательно, испытания материалов имеют 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 экологически чистый, благодаря способности восстанавливать

Активированный уголь на основе скорлупы кокоса

Очень большая внутренняя поверхность, характеризующаяся микропористостью, 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 .

Характеристика и свойства активированного угля, полученного из семян тамаринда путем активации КОН для адсорбции Fe (III) из водного раствора

В этом исследовании изучаются характеристики активированного угля из семян тамаринда с активацией КОН. Изучено влияние соотношений 0,5: 1–1,5: 1 КОН: древесный уголь семян тамаринда и температур активации 500–700 ° C. FTIR, SEM-EDS, XRD и BET использовали для характеристики семян тамаринда и активированного угля, приготовленного из них. Также были изучены приблизительный анализ, процентный выход, йодное число, число метиленового синего и предварительный тест адсорбции Fe (III).Адсорбцию Fe (III) проводили на колонке объемом 30 мл с начальными концентрациями Fe (III) 5–20 ppm. Процентный выход активированного угля, полученного из семян тамаринда с активацией КОН, снижался с увеличением температуры активации и соотношений пропитки, которые находились в диапазоне от 54,09 до 82,03 мас.%. Поверхностные функциональные группы активированного угля: O – H, C = O, C – O, –CO 3 , C – H и Si – H. Результат XRD показал высокую кристалличность, обусловленную соединением калия в активированном угле.Основными элементами, обнаруженными в активированном угле с помощью EDS, являются C, O, Si и K. Результаты адсорбции йода и метиленового синего показывают, что размер пор активированного угля в основном находится в диапазоне мезопор и макропор. Средний размер пор по БЭТ и площадь поверхности по БЭТ активированного угля составляют 67,9764 Å и 2,7167 м 2 / г, соответственно. Наконец, для испытания адсорбции Fe (III) использовали активированный уголь на основе семян тамаринда, полученный при температуре активации 500 ° C и соотношении КОН: древесный уголь из семян тамаринда 1,0: 1.Было показано, что Fe (III) адсорбируется в щелочных условиях, причем адсорбция возрастает с увеличением начальной концентрации Fe (III) от 5 до 20 ppm с емкостью адсорбции 0,0069–0,019 мг / г.

1. Введение

Тамаринд ( Tamarindus indica L.) в больших масштабах был посажен в Индии, Таиланде, Индонезии, Мьянме и на Филиппинах. Плоды тамаринда состоят из мякоти и семян с твердой оболочкой. Семена составляют 30–40% плодов с большим количеством побочного продукта [1].Порошок семян тамаринда использовался в качестве биосорбента для удаления Cr (VI) из искусственных промышленных сточных вод [2]. Семена тамаринда также использовались в качестве сырья для гранулированного активированного угля, полученного путем химической активации, вызванной микроволнами, для адсорбционной обработки полуэробных сточных вод со свалок [3]. Кроме того, семена тамаринда активировали H 2 SO 4 при 150 ° C. Продукт из активированного угля мог адсорбировать Cr (VI) до 29,7 мг / г при pH 1–3 [4].

Загрязнение природных водных ресурсов железом - одна из самых серьезных проблем, с которыми сталкивается мир и которая угрожает ему.Загрязнения Fe образуются из жидких отходов, сбрасываемых рядом производств [5]. Вода с высоким содержанием железа может иметь очень неприятный вкус, запах или внешний вид. При тяжелом отравлении железом большая часть повреждений желудочно-кишечного тракта и печени может быть результатом сильно локализованной концентрации железа и продукции свободных радикалов, что приводит к гепатотоксичности из-за перекисного окисления липидов и разрушения митохондрий печени. В результате печень становится циррозной. Гепатома, первичный рак печени, стала наиболее частой причиной смерти пациентов с гемохроматозом [6].Доказано, что активированный уголь является отличным адсорбентом для удаления органических или неорганических загрязнителей [7]. Его можно производить из побочных продуктов сельского хозяйства с низкой стоимостью и в большом количестве [8].

В этом исследовании семена тамаринда использовались в качестве прекурсора для производства активированного угля с использованием активации КОН. Изучено влияние соотношений КОН: семена тамаринда и температуры активации. Охарактеризованы физико-химические свойства. Также была определена адсорбция йода и метиленового синего.Наконец, активированный уголь, приготовленный в этом исследовании, был использован в предварительном тесте на адсорбцию Fe (III) из водного раствора.

2. Материалы и методы
2.1. Подготовка материала

Семена тамаринда (сладкий тайский тамаринд) были получены из района Накхон Тай, провинция Пхитсанулок, Таиланд. Его промывали и сушили в печи (SL 1375 SHEL LAB 1350 FX) при 105 ° C в течение 3 часов. Приблизительный анализ был использован для определения зольности [9], летучих веществ [10], связанного углерода [11] и содержания влаги [12].

2.2. Приготовление древесного угля

Точно взвешенные образцы высушенных семян тамаринда (взвешенные на аналитических весах Sartorius Basic) карбонизировали в закрытом тигле (размер 105/73 и 102/70) при 500 ° C в печи (муфельная печь Fisher Scientific Isotemp). за 1 ч. Угольный продукт измельчали ​​и просеивали до размера 2 мм. Урожайность древесного угля на основе семян тамаринда составляет 40,14%.

2.3. Приготовление активированного угля

Древесный уголь из семян тамаринда смешивали с КОН (реагент CARLO ERBA) с использованием соотношений КОН и древесного угля из семян тамаринда 0.5: 1, 1,0: 1 и 1,5: 1 (вес / вес). Смеси активировали при 500 ° C, 600 ° C и 700 ° C в печи. Инфракрасный спектрометр с преобразованием Фурье (Spectrum GX, PerkinElmer) в диапазоне 4000–400 см –1 использовали для характеристики функциональных групп на поверхности всех образцов. Образцы были приготовлены в виде таблеток из KBr марки IR [13]. Рентгеновский порошковый дифрактометр с анодом из медной трубки (PW 3040/60, X'Pert Pro MPD) использовался для записи рентгенограмм образцов. Сканирующая электронная микроскопия (PHILIPS LEO 1455 VP) использовалась для визуализации морфологии поверхности карбонизированных и активированных продуктов.Образцы были покрыты золотом с помощью устройства для распыления золота для четкого видения морфологии поверхности. Элементный состав этих образцов был также определен с помощью сканирующей электронной микроскопии, оснащенной энергодисперсионным спектрометром (EDS). Спектры EDS, показывающие элементный состав, были получены путем сканирования поверхностей образцов. Распределение поверхности было получено из снимков, полученных с помощью SEM, с использованием различных увеличений. Текстурные характеристики только активированного угля, приготовленного с использованием 1.Соотношение КОН: уголь 0: 1 при активации 500 ° C определяли по адсорбции N 2 при -196 ° C на анализаторе площади поверхности Брунауэра-Эммета-Теллера (Micromeritics TriStar II). Перед измерениями образцы дегазировали при 250 ° C в течение 12 ч в вакууме. Удельную поверхность оценивали по многоточечному уравнению Брунауэра-Эммета-Теллера (БЭТ). Число йода (0,1 N, реагент CARLO ERBA) и метиленового синего (100 ppm, AR UNILAB) также определяли для всех активированных углей.

2.4. Адсорбция Fe

Активированный уголь, приготовленный с использованием смеси 1,0: 1 КОН к углю с активацией при 500 ° C, использовали для эксперимента по адсорбции Fe. Точно взвешенные образцы активированного угля заливали в колонки объемом 30 мл. Растворы FeCl 3 (AR UNILAB) при начальных концентрациях 5, 10 и 20 ppm (pH) пропускали через колонку. Элюированные растворы собирали для определения концентрации Fe (III) с помощью AAS Varian SpectrAA 220 (Австралия). Адсорбцию Fe (III) рассчитывали в мг Fe / г активированного угля.PH раствора Fe (III) и фильтрата измеряли с помощью pH-метра (HORIBA F-21, Япония). PH активированного угля (1: 1 вес / объем активированного угля к H 2 O) также измеряли методом Bansode et al. [14].

3. Результаты и обсуждение
3.1. Предварительный анализ семян тамаринда и процентного выхода активированного угля

Примерный состав семян тамаринда - это вес.% Влаги, вес.% Золы, вес.% Летучих веществ и вес.% Связанного угля, что делает его подходящим предшественником для получения активированного угля [15 ].

Процентный выход активированного угля на основе семян тамаринда снижается при повышении температуры активации с 500 до 700 ° C (Рисунок 1). Это может быть связано с более высокой скоростью реакции углерода и КОН с выделением более летучих компонентов с одновременным улучшением текстурных характеристик [16] и выгоранием углерода [17].


3.2. Адсорбция йода

Определение йодного числа является одним из методов определения адсорбционной способности активированного угля.Это мера содержания микропор (0–20 Å) активированного угля за счет адсорбции йода из раствора. Типичный диапазон составляет 500–1200 мг / г, что эквивалентно площади поверхности углерода между 900 и 1100 м 2 / г [17].

Из рисунка 2 видно, что адсорбция йода активированным углем, полученным с активацией при 500 ° C, немного увеличивается с увеличением степени пропитки. Было показано, что содержание микропор на поверхности активированного угля несколько увеличивается с увеличением степени пропитки.Это объясняется более обширной реакцией между КОН и поверхностным углеродом [18], что приводит к увеличению выделения CO 2 и газов CO и созданию микропор внутри мезопор [19]. Адсорбция йода активированным углем, приготовленным с температурой активации 600 ° C и соотношением пропитки 1,0: 1, ниже, чем у активированного угля, полученного с коэффициентами пропитки 0,5: 1 и 1,5: 1. Это может быть связано с более интенсивной реакцией КОН. и поверхностный углерод при соотношении пропитки 0,5: 1 [18] и более избыточное выгорание углерода при 1.Соотношение пропитки 5: 1 [17]. Однако адсорбция йода у активированного угля, полученного с температурой активации 600 ° C, выше, чем у активированного угля, полученного с температурой активации 500 ° C, для всех степеней пропитки. Это связано с более обширной деградацией летучих веществ и усилением реакции КОН и поверхностного углерода при более высокой температуре активации [20]. Адсорбция йода при температуре активации 700 ° C была максимальной для активированного угля, полученного с соотношением пропитки 1,0: 1.Адсорбция йода активированным углем, приготовленным с соотношением пропитки 1,5: 1, была выше, чем у активированного угля, полученного с соотношением пропитки 0,5: 1. Было показано, что больше микропор создается при соотношении пропитки <1,0: 1, но содержание микропор уменьшается при соотношении пропитки 1,0: 1 из-за большего выгорания углерода, схлопывания стенок пор [18] или расширения микропор до мезопоры [19]. Кроме того, реакция между углеродом и КОН может повредить микропоры на поверхности углерода, поскольку концентрация раствора КОН слишком высока [21].


3.3. Адсорбция метиленового синего

Активированный уголь - это амфотерный материал, который может иметь положительный или отрицательный заряд в зависимости от pH раствора. Притяжение между активированным углем и анионными или катионными гостевыми материалами в основном связано с характеристиками поверхности. Более отрицательно заряженные поверхности получают при более высоких значениях pH, и это способствует поглощению большего количества катионных групп из-за уменьшения электростатического отталкивания между катионами и поверхностью активированного угля и наоборот [22].Метиленовый синий (C 16 H 18 N 3 SCl) представляет собой катионный краситель с расчетными размерами 1,43 нм × 0,61 нм × 0,4 нм, и его адсорбция активированным углем очень чувствительна к pH раствора. Адсорбция метиленового синего включает электростатическое взаимодействие катионов метиленового синего с отрицательно заряженными поверхностными функциональными группами углерода [22].

На рис. 3 показана адсорбция метиленового синего активированным углем на основе семян тамаринда. Было показано, что адсорбционная способность активированного угля на основе семян тамаринда по метиленовому синему очень высока.Это выявило тот факт, что размер пор активированного угля в основном находится в режиме мезопор и имеет отрицательный поверхностный заряд, что соответствует активированному углю на основе резорцин-формальдегида [19] и активированному углю на основе кукурузного початка [23] с активацией КОН. Семена тамаринда имеют поры размером в основном в диапазоне мезопор [3]. В результате активированный уголь на основе семян тамаринда в основном мезопористый и обладает высокой адсорбционной способностью к метиленовому синему. Другой эффект - это поверхностный заряд активированного угля, который отрицателен при высоком pH [22].Адсорбция метиленового синего на активированном угле на основе семян тамаринда, активированном при 500 ° C, является относительно постоянной для всех соотношений пропитки КОН: семена тамаринда. Это можно объяснить относительно небольшим изменением доли мезопор в исходном семени тамаринда во время активации при 500 ° C. Для активированного угля, полученного при 600 ° C, адсорбция метиленового синего увеличивается с увеличением степени пропитки с 0,5: 1 до 1,0: 1, а затем остается постоянной. При соотношении пропитки 0,5: 1, используемом для приготовления активированного угля при 600 ° C, адсорбция метиленового синего ниже, чем у активированного угля, полученного при 500 ° C и 700 ° C.Это может быть связано с созданием новых микропор внутри мезопор. Это результат более высокого покрытия поверхности активированного угля соединениями калия, которые подавляют физическую поверхность [23]. Другой причиной может быть разложение отрицательно заряженных поверхностных групп с высвобождением большего количества материала в результате активации КОН при высокой температуре, особенно группы ОН КОН [16]. При увеличении степени пропитки выделяется больше летучих веществ и происходит большее выгорание углерода [17], что приводит к увеличению количества мезопор или макропор.Для угля, активированного при 700 ° C, наблюдается небольшая тенденция к снижению от соотношения 0,5: 1 до 1,0: 1, и тогда адсорбция метиленового синего остается постоянной. Однако адсорбция метиленового синего почти одинакова для соотношений реагентов 1,0: 1 и 1,5: 1 при всех температурах активации. Это можно объяснить тем, что мезопоры остаются неизменными с увеличением выгорания [24]. Кроме того, исходные материалы древесного угля были пропитаны большим количеством КОН, и на их поверхность должна быть нанесена тонкая пленка КОН, а внутренняя часть древесных углей должна быть полностью покрыта КОН.Во время активации в инертной атмосфере не происходит поверхностного пиролиза на поверхности гальки, в результате чего структура поверхности сохраняется [25]. Наконец, сильноосновной концентрированный раствор КОН может также разрушить пористую структуру углерода [21]. Эти результаты соответствуют результатам БЭТ, где средний размер пор активированного угля по БЭТ составляет 67,9764 Å.


3.4. SEM-EDS

СЭМ-изображения активированного угля на основе семян тамаринда с соотношением пропитки 1,0: 1 при температуре активации 500 ° C показаны на рисунке 4.Из микрофотографий видно, что внешняя поверхность частиц активированного угля имеет трещины, щели (рисунки 4 (а) и 4 (в)) и несколько кристаллов разного размера в больших отверстиях. Кристаллы в макропорах (рис. 4 (b)), скорее всего, являются соединениями калия, на что указывают результаты EDS. EDS показал (таблица 1) высокое содержание калия в активированном угле. Это происходит из-за активации в присутствии КОН, где в процессе пиролиза образуются K 2 CO 3 и другие родственные соединения [18].Этот результат также хорошо согласуется с результатами БЭТ, потому что большое количество соединений калия покрывает поверхность активированного угля, что приводит к относительно низкой площади поверхности БЭТ, составляющей всего 2,7167 м 2 / г.

остаток, обнаруженный остаток , Si и K (табл.1). Кроме того, было обнаружено, что содержание углерода составляло всего 22,96 мас.%. Этот результат приписывается реакции КОН с С, которая считается основной реакцией [23]. Ожидается, что большое количество углерода разложится при реакции с гидроксидом калия [16].Следовательно, активированный уголь, полученный активацией КОН, имеет более высокое содержание калия и кислорода. Содержание Si в активированном угле примерно соответствует его содержанию в исходных семенах тамаринда.

3.5. FTIR Spectra

На рис. 5 показаны FTIR-спектры активированного угля на основе семян тамаринда, приготовленного с соотношением КОН и древесного угля из семян тамаринда 0,5–1,5 и активированного при 500–700 ° C. Видно, что все спектры подобны. Есть широкая полоса примерно на 3200 см -1 , очень слабый пик на 1600 см -1 , сильный пик на 1400 см -1 , плечевой пик на 1500 см -1 , очень слабый пик на 1150 см −1 , и слабые пики на 900 см −1 и 700 см −1 .Широкая полоса при 3200 см -1 связана с валентным колебанием –OH гидроксильных функциональных групп. Очень слабый пик при 1600 см -1 соответствует C = C-удлинению ароматических колец [16]. Они могут образовываться в результате разложения связей C – H с образованием более стабильных ароматических связей C = C при более высоких температурах активации [26]. Эта особенность также может быть связана с группами C = O, сопряженными с ароматическими кольцами [27]. Это свидетельствует об образовании карбонилсодержащих групп, образующихся при ароматизации семян тамаринда [28].Интенсивность этого пика постепенно уменьшается с увеличением температуры активации и степени пропитки. Пики плеч около 1500 см -1 и 1400 см -1 относятся к карбоксилкарбонатным структурам [21]. Пик при 1400 см −1 может быть отнесен к кислородсодержащим функциональным группам, например, C = O и C – O карбоксильных групп [27] или плоскому колебанию O – H карбоксильной группы [29]. Очень слабый пик около 1150 см -1 соответствует валентному колебанию группы C – O в спирте, феноле, эфире или сложном эфире [17].Его также можно отнести к карбоксильным группам [29], включая группу –CO 3 [18] и фенольную группу –OH [21]. Пик при 960 см −1 связан с валентным колебанием групп C – C или C – H [30] или группы C = O [31]. Пик около 700 см -1 может быть связан с валентным колебанием Si – H [30] или полициклическим и изгибным колебанием C – H бензольных колец [28]. Эти функциональные группы могут иметь отрицательный или положительный заряд в зависимости от pH раствора [22].


По сравнению с углем из семян тамаринда, который был приготовлен Munusamy et al.[32], он показал пики группы O – H (3334 см −1 ), группы C – H (2879 см −1 ), группы C = C (1548 см −1 ) и C Группа –С (1165 см −1 ). Было показано, что активация NaOH приводит к увеличению количества функциональных групп, за исключением группы CH, которая исчезает после активации.

3.6. XRD-дифрактограммы

Результат XRD-дифрактограмм (рис. 6) показал, что активированные угли могут содержать соединения калия с высокой степенью кристалличности после активации КОН.По сравнению с углем из семян тамаринда [32] он показал только аморфный углерод (два широких пика около 2 θ = 24 ° и 42 °). Этот результат аналогичен активированному углю на основе нефтяного кокса, полученному с активацией K 2 CO 3 [33] и активированному углю на основе Enteromorpha prolifera , полученному с активацией КОН [29]. Реакция КОН и поверхностного углерода (), происходящая в процессе активации, выглядит следующим образом [27]: Реакция на поверхности углерода может быть объяснена следующим уравнением [23]: Конечный продукт активации в присутствии КОН во время приготовления. активированного угля K 2 CO 3 (8).Металл К был получен в процессе активации при> 700 ° C, как показано в следующем уравнении [23]:

.

Функционализированный активированный уголь, полученный из биомассы для применения в фотокатализе Перспектива

  • Журналы
  • Публикуйте вместе с нами
  • Партнерские отношения с издателями
  • О нас
  • Блог

Международный журнал фотоэнергетики

+ Обзор журнала для авторов

For Обзор журнала содержания

Специальные выпуски

ОтправитьInternational Journal of Photoenergy / 2015 / Статья Разделы статей

На этой странице

РезюмеВведениеЗаключение .

Получение активированного угля дополнительной активацией гидроксидом калия и характеристика их свойств

Для получения активированного угля посредством реактивации КОН при 750 ° C использовали коммерчески доступный активированный уголь. Активированный уголь был получен с выходом 60,5%. Полученный активированный уголь показал хорошо развитую пористую структуру с удельной поверхностью 2939 м 2 / г, общим объемом пор 1,488 см 3 / г и объемом микропор 1,001 см 3 / г.Процесс реактивации угля изменяет его размер частиц, а также свойства плотности и увеличивает почти вдвое количество метана и диоксида углерода, адсорбированных в условиях высокого давления. Такой активированный уголь можно использовать для обогащения метана или диоксида углерода методом адсорбции при переменном давлении. Другими возможными применениями реактивированного углерода являются хранение водорода и метана и связывание диоксида углерода.

1. Введение

Активированные угли производятся из различных прекурсоров, таких как древесина, торф, бурый уголь, лигнит, различные виды каменного угля, антрацит, карбо- и нефтехимические продукты, полимеры и скорлупа фруктов [1, 2] .Обычно весь органический предшественник можно превратить в активированный уголь; однако в большинстве случаев это требует использования агента активации, и лишь некоторые из них являются коммерчески привлекательными. Свойства конечного продукта зависят от природы используемого сырья, природы активирующего агента и условий процесса активации.

Традиционное производство активированного угля состоит из двух этапов: (i) карбонизация прекурсора при температуре ниже 900 ° C в инертной атмосфере и (ii) химическая или физико-химическая активация карбонизированного прекурсора [3].

В процессе химической активации либо предварительно карбонизированный продукт пропитывается подходящими химическими веществами, такими как кислоты (HNO 3 , H 2 SO 4 и H 3 PO 4 ) или солями. (ZnCl 2 , MgCl 2 , FeCl 3 , AlCl 3 и K 2 S). Эти реагенты действуют посредством солюбилизированной целлюлозы, которая при повышенных температурах отделяется в виде высокодисперсного аморфного углерода, который образует пористую структуру в углеродсодержащем адсорбенте.

Когда химическая обработка проводится серной кислотой при температуре <200 ° C, активированный уголь показывает плохую сорбционную способность. При активации фосфорной кислотой при 375–500 ° C возникают проблемы с коррозией оборудования. Одним из недостатков активации хлоридом цинка при 550–650 ° C является то, что активированный уголь загрязнен солями цинка, которые трудно удалить.

Amoco Corporation разработала процесс производства углерода с большой площадью поверхности (более 3000 м 2 / г) путем активации KOH ароматических предшественников, таких как нефтяной кокс и уголь.Этот процесс был коммерциализирован в 1980-х годах и впоследствии лицензирован и эксплуатировался на пилотной установке Kansai Coke and Chemicals Co. В настоящее время производится только ограниченное количество продукции. Активированный уголь преимущественно микропористый, что обеспечивает большую площадь поверхности, а общий объем пор исключительно высок: 2,0–2,6 мл / г [4].

Возрастающий интерес к активации гидроксидом калия из таких прекурсоров, как древесина и скорлупа овощей, привел к исследованиям химии и механизма образования активированного угля с идеально развитой пористой структурой и очень высокой удельной поверхностью [5].

В статье представлены результаты исследований по увеличению адсорбционной способности промышленного активированного угля по метану и диоксиду углерода путем дополнительной активации гидроксидом калия.

2. Экспериментальная
2.1. Материал и реактивация KOH

Материалом для дополнительной химической обработки был активированный уголь Picazine [6], изготовленный из соснового леса компанией Société PICA, Франция. Первоначальная химическая активация проводилась с использованием ортофосфорной кислоты.

2.1.1. Реактивация активного угля

Уголь пиказина сушили и затем смешивали с измельченным КОН в соотношении 1: 3 (м / м). Обработку проводили в муфельной печи при температуре 750 ° C в атмосфере нейтрального газа (N 2 ). Смесь быстро нагревали до 700 ° C, а затем температуру повышали до 750 ° C со скоростью 10 ° C / мин. После достижения этой температуры реакционную смесь выдерживали 30 мин, а затем охлаждали до температуры окружающей среды.Все время нейтральный газ (N 2 ) протекал внутри печи со скоростью 30 л / мин. Когда реакционная смесь достигла температуры окружающей среды, ее нейтрализовали 5% -ным раствором HCl. Модифицированный таким образом уголь придавал раствору зеленый цвет, который сохранялся в течение начального периода отмывки. После каждой последующей отмывки от калиевого основания суспензию декантировали, разбавляли дистиллированной водой и измеряли ее значение pH. Эту обработку повторяли несколько раз, пока pH фильтрата не достигал 6.5. По достижении заданного значения pH активированный уголь отделяли от раствора фильтрованием при пониженном давлении 10–15 мм рт. Ст., Промывая фильтровальный осадок дистиллированной водой, который затем сушили при температуре 120 ° C. Модифицированный продукт был получен с выходом 60,5% (м / м). Активированный уголь, модифицированный КОН, был обозначен как Picazine K.

3. Оценка свойств Активный уголь и продукт реактивации
3.1. Ситовый анализ

Для определения распределения по размерам частиц обоих активных углей был проведен размерный анализ [7] для обоих активных углей (рис. 1).

Результаты и рассчитанные значения эквивалентного диаметра доказывают, что уголь пиказина подвергается значительному разрушению в результате высокотемпературной обработки КОН, и полученный продукт имеет два преобладающих размера частиц (примерно 0,2 и 0,7 мм). . Изменение размера частиц активных углей, как и сама модификация, существенно влияет на значения различных видов плотностей.

3.2. Измерения плотности

Важными характеристиками адсорбентов являются их плотности: объемная плотность (), кажущаяся плотность () и реальная плотность ().Объемная плотность определялась с помощью прибора для определения характеристик порошка [8], кажущаяся плотность определялась с использованием замещения ртутью, а реальная плотность определялась с помощью анализатора плотности оболочки GeoPyc 1330 [9].

Объемы пор () для обоих углеродов были рассчитаны с использованием следующего уравнения:

Общая пористость (), которая включает объем межчастичного пространства и объем, присутствующий внутри частиц адсорбента, была определена по следующей формуле:

Результаты определение плотности и значения, рассчитанные по (1) и (2), приведены в таблице 1.

15

Элемент Вес% Ат%

C 22,96 37,03
41.35
Si 01.95 01.35
K 40.94 20.28


Свойства Picazine Picazine K

Насыпная плотность (), г / см 3 0,204 0,120
Кажущаяся плотность (
.

Смотрите также