Меню навігації
призначені для користувача посилання
інформація про користувача
Повідомлень 1 сторінка 2 з 2
Звичайний активоване вугілля є досить реакционноспособним з'єднанням, здатним до окислення киснем повітря і кисневої плазмою [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9], [10], водяною парою [11] [12] [13], а також вуглекислим газом [7] і озоном [14] [15] [16]. Окислення в рідкій фазі проводять цілу низку реагентів (HNO3, H2O2, KMnO4) [17], [18], [19]. За рахунок утворення великої кількості основних і кислотних груп на поверхні окисленого вугілля його сорбційні та інші властивості можуть істотно відрізнятися від неокисленного [20]. Модифікований азотом вугілля отримують або виходячи з азотовмісних природних речовин, або полімерів [21], [22], або обробкою вугілля азотсодержащими реагентами [23], [24], [25]. Також вугілля здатний взаємодіяти з хлором [26], [27] бромом [28] і фтором [29]. Важливе значення має серосодержащий вугілля, який синтезують різними шляхами [30], [31] Останнім часом хімічні властивості вугілля прийнято пояснювати наявністю на його поверхні активної подвійного зв'язку [16], [32], [33]. Хімічно модифікований вугілля застосовується в якості каталізаторів, носіїв для каталізаторів, селективних адсорбентів, в отриманні особливо чистих речовин, в якості електродів літієвих акумуляторів.
Як працює вугілля
Є два основних механізми, якими активізований вуглець видаляє забруднювачі з води: адсорбція і каталітичне окислення. Органічні сполуки видаляються адсорбцией, а окислювачі, такі, як хлор і хлораміни, видаляються каталітичним окисленням.
виробництво
В якості сировини у виробництві активованого вугілля використовуються матеріали органічного походження: деревина, кам'яне вугілля, бітумний вугілля, шкаралупа кокосових горіхів і ін. Зазначене сировину спершу обвуглюють, потім піддають активації.
Сутність активації полягає в розтині пір, які перебувають в вуглецевому матеріалі в закритому стані. Це робиться або термохімічно (попередньо матеріал просочують розчином хлориду цинку, карбонату калію або деякими іншими сполуками і нагрівають без доступу повітря), або шляхом обробки перегрітою парою або вуглекислим газом або їх сумішшю при температурі 800-850 градусів. В останньому випадку технічно складно отримати парогазовий агент, який має таку температуру. Широко поширений прийом подачі в апарат для активації одночасно з насиченою парою обмеженої кількості повітря. Частина вугілля згоряє і в реакційному просторі досягається необхідна температура. Вихід активного вугілля в цьому варіанті процесу помітно знижується. Значення питомої поверхні пір у кращих марок активних вугілля може досягати 1800-2200 м²; на 1 г вугілля. [2] Розрізняють макро-, мезо- і мікро-пори. Залежно від розмірів молекул, які потрібно утримати на поверхні вугілля, вугілля повинен виготовлятися з різними співвідношеннями розмірів пір.
застосування
В протигазах
Класичний приклад використання активованого вугілля пов'язаний з використанням його в засобах індивідуального захисту органів дихання. Протигаз, розроблений Н.Д.Зелінським, врятував безліч життів солдатів в першій світовій війні після застосування кайзерівської Німеччиною бойових отруйних речовин. До 1916 року він був прийнятий на озброєння майже у всіх європейських арміях.
При виробництві цукру
Спочатку для очищення цукрового сиропу від фарбувальних речовин при цукроварінні використовувалася кісткове борошно. Однак цей цукор не можна було вживати в пост, як має тваринне походження. Цукрозаводчики почали випускати «пісний цукор», який або не очищався і мав вигляд кольорових помадок, або чистився через деревне вугілля.
Інші області застосування
Активоване вугілля застосовується в медицині, хімічній, фармацевтичній і харчовій промисловості. Фільтри, що містять активоване вугілля, використовуються в багатьох сучасних моделях пристроїв для очищення питної води.
Характеристики активованого вугілля
Розмір пір
Визначальний вплив на структуру пір активованого вугілля надають вихідні матеріали для їх отримання. Активоване вугілля на основі шкаралупи кокосів характеризуються більшою часткою мікропор (до 2 нм), на основі кам'яного вугілля - більшою часткою мезопор (2-50 нм). Велика частка макропор характерна для активованого вугілля на основі деревини (більше 50 нм).
Мікропори особливо добре підходять для адсорбції молекул невеликого розміру, а мезопори - для адсорбції більших органічних молекул.
Йодне число (йодний індекс)
Йодне число - основний параметр, що характеризує площу поверхні пір, і як наслідок, сорбційну ємність вугілля. Визначається масою йоду, яку може сорбувати одиниця маси вугілля (мг / г). Метод заснований на сорбції вугіллям мономолекулярного шару йоду. Більш високий показник вказує на більш високу ступінь активації, типове значення показника - 500. 1200 мг / г. Чисельне значення йодного числа приблизно відповідає питомої площі поверхні пор, виміряної в м² / г.
твердість
Це міра опору активованого вугілля стирання. Це важливий параметр активованого вугілля, необхідний для підтримки його фізичної цілісності і протистояння фрикційним силам, процесу зворотного промивання і т. Д. Є значні відмінності в твердості активованого вугілля, в залежності від сировини і рівня активності.
Гранулометричний склад
Чим менше розмір частки активованого вугілля, тим краще доступ до поверхні і швидше відбувається адсорбція. У системах фази пара це потрібно враховувати при зниженні тиску, яке торкнеться витрати енергії. Уважний розгляд гранулометричного складу може забезпечити суттєву операційну вигоду.
фармакологія
Надає ентеросорбірующий, дезінтоксикаційну та протидіарейні дію. Відноситься до групи полівалентних фізико-хімічних антидотів, володіє великою поверхневою активністю, адсорбує отрути і токсини з шлунково-кишкового тракту (ШКТ) до їх всмоктування, алкалоїди, глікозиди, барбітурати та ін. Снодійні, лікарські засоби для загальної анестезії, солі важких металів, токсини бактеріального, рослинного, тваринного походження, похідні фенолу, синильної кислоти, сульфаніламіди, гази. Активний як сорбент при гемоперфузія. Слабо адсорбує кислоти і луги, а також солі заліза, ціаніди, малатион, метанол, етиленгліколь. Чи не дратує слизові оболонки. При лікуванні інтоксикацій необхідно створити надлишок вугілля в шлунку (до його промивання) і в кишечнику (після промивання шлунка). Зменшення концентрації вугілля в середовищі сприяє десорбції пов'язаного речовини і його всмоктуванню (для попередження резорбції звільнився речовини рекомендується повторне промивання шлунка і призначення вугілля). Наявність харчових мас в ШКТ вимагає введення у високих дозах, так як вміст шлунково-кишкового тракту сорбується вугіллям і його активність знижується. Якщо отруєння викликане речовинами, які беруть участь в ентерогепатичній циркуляції (серцеві глікозиди, індометацин, морфін і ін. Опіати), необхідно застосовувати вугілля протягом декількох днів. Особливо ефективний в якості сорбенту при гемоперфузія у випадках гострих отруєнь барбітуратами, глютатімідом, теофіліном. Знижує ефективність одночасно прийнятих лікарських засобів, зменшує ефективність лікарських засобів, що діють на слизову оболонку шлунково-кишкового тракту (у тому числі іпекакуани та термопсису).
Призначається при наступних показаннях: дезинтоксикация при підвищеній кислотності шлункового соку при екзо і ендогенних інтоксикаціях: диспепсія, метеоризм, процеси гниття, бродіння, гіперсекреція слизу, HCl, шлункового соку, діарея; отруєння алкалоїдами, глікозидами, солями важких металів, харчова інтоксикація; харчова токсикоінфекція, дизентерія, сальмонельоз, опікова хвороба в стадії токсемії і септико; ниркова недостатність, хронічний гепатит, гострий вірусний гепатит, цироз печінки, атопічний дерматит, бронхіальна астма, гастрит, хронічний холецистит, ентероколіт, холецистопанкреатит; отруєння хімічними сполуками і лікарськими засобами (в тому числі фосфорорганічними і хлорорганічними сполуками, психоактивними лікарськими засобами), алергічні захворювання, порушення обміну речовин, абстинентний алкогольний синдром; інтоксикація у онкологічних хворих на фоні променевої та хіміотерапії; підготовка до рентгенологічного та ендоскопічного досліджень (для зменшення вмісту газів в кишечнику).
Протипоказаний при виразкових ураженнях шлунково-кишкового тракту (у тому числі виразковій хворобі шлунка і 12-палої кишки, неспецифічний виразковий коліт), кровотечах з шлунково-кишкового тракту, одночасному призначенні антитоксичних лікарських засобів, ефект яких розвивається після всмоктування (метіонін і ін.).
В якості побічних ефектів називаються диспепсія, запори або діарея; при тривалому застосуванні - гіповітаміноз, зниження всмоктування з шлунково-кишкового тракту поживних речовин (жирів, білків), гормонів. При гемоперфузія через активоване вугілля - тромбоемболія, геморагії, гіпоглікемія, гіпокальціємія, гіпотермія, зниження артеріального тиску.