Czym jest węgiel aktywny?

czym jest węgiel aktywnyCzym jest węgiel aktywny? Węgiel aktywny (węgiel aktywowany) jest szeroko i często stosowanym środkiem adsorpcyjnym, nadającym się do niemal wszystkich zastosowań przemysłowych. Używa się go do różnorodnych celów przemysłowych, takich jak oczyszczanie (zwłaszcza powietrza i wody), recykling, odbarwianie, usuwanie zapachów, rozdział mieszanin, kataliza (i wsparcie tego procesu) czy składowanie gazów.

Stosowanie węgla aktywnego odnotowano już w staroegipskim zwoju pochodzącym z 1550 roku p.n.e.! Do dziś dnia używa się go w dalszym ciągu do oczyszczania wody (i innych cieczy) oraz różnych gazów.

Oczyszczanie i adsorpcja za pomocą węgla aktywnego

Oczyszczanie za pomocą węgla aktywnego polega na procesie zwanym adsorpcją, w wyniku którego cząsteczki płynu lub gazu są wyłapywane przez zewnętrzną lub wewnętrzną powierzchnię ciała stałego. Zjawisko to można porównać do działania magnesu. Węgiel aktywny wyróżnia się bardzo dużą powierzchnią wewnętrzną, co sprawia, że jest doskonałym adsorbentem!

Porowata struktura węgla aktywnego

Węgiel aktywny można określić jako surową formę grafitu o luźnej lub też amorficznej strukturze, która jest niezwykle porowata, z porami o różnej wielkości, rozciągającymi się na dużej powierzchni. Ich rozmiar jest bardzo zróżnicowany: od widocznych dziurek i szczelin, aż do mikroskopijnych otworków na poziomie molekularnym.

pory węgla aktywnegoWęgiel aktywny wyróżnia się dużą ilością porów o różnej wielkości. Są one zazwyczaj klasyfikowane na podstawie ich rozmiarów:

  • mikropory <4 µm
  • mezopory 4 – 500 µm
  • makropory >500 µm (zazwyczaj 500 – 2000 µm)

co służy określeniu przydatności węgla do poszczególnych zastosowań. Niekiedy jednak pory węgla aktywnego są szeregowane pod względem ich funkcji. W przypadku węgla aktywnego rozróżniamy głównie dwa rodzaje porów o różnych funkcjach:

  • pory adsorbujące, których funkcją jest pochłanianie;
  • i pory transportujące pełniące rolę kanałów transportowych.

Aby nieco lepiej zobrazować działanie porów węgla można posłużyc się przykładem. Jeśli porównamy pochłaniane cząsteczki z samochodami, pory transportowe będą służyć za autostradę,a pory adsorbujące za miejsca parkingowe. Samochody mogą dotrzeć do miejsca parkingowego tylko poprzez jazdę autostradą.