Aktivt karbon er et materiale med en svært porøs struktur og et stort spesifikt overflateareal, som har utmerket adsorpsjonskapasitet og kjemisk reaktivitet. Før du forstår hvordan aktivert karbon fungerer, er det først nødvendig å forstå begrepene adsorpsjon og overflateegenskaper.
Adsorpsjon er prosessen der en gass, væske eller oppløst stoff adsorberes fra et medium (f.eks. vann, luft) på en fast overflate. Den porøse strukturen til aktivert karbon gir det et større overflateareal, og gir et enormt kontaktområde for adsorberende stoffer.
Arbeidsprinsippet for aktivt kull kan kokes ned til følgende aspekter:
1. Fysisk adsorpsjon: Aktivt karbon adsorberer molekyler på overflaten gjennom fysisk adsorpsjon. Dette skyldes det ekstremt høye spesifikke overflatearealet og det store antallet mikroporer og mesoporøse strukturer av aktivert karbon. Når gassmolekyler eller oppløste stoffer berører overflaten av aktivert karbon, vil de bli adsorbert i porene til aktivert karbon på grunn av tiltrekningskraften og kraften som eksisterer på overflaten av adsorbenten.
2. Kjemisk adsorpsjon: I tillegg til fysisk adsorpsjon kan aktivert karbon også fange opp molekyler ved kjemisk adsorpsjon. Dette skyldes det faktum at noen kjemiske funksjonelle grupper (som hydroksyl, karboksyl, etc.) på overflaten av aktivert karbon kan reagere kjemisk med spesifikke typer molekyler. Denne kjemiske adsorpsjonen kan øke adsorpsjonskapasiteten til aktivert karbon for visse organiske stoffer.
3. Overflateegenskaper: Overflaten til aktivert karbon har visse ladningsegenskaper. Disse overflateladningene kan elektrostatisk samhandle med ioner eller ladede molekyler i løsning. Avhengig av de kjemiske egenskapene og den fysiske strukturen til den aktive karbonoverflaten, kan stoffer med spesifikke elektriske egenskaper adsorberes eller ekskluderes selektivt.
Ulike typer aktivt karbon kan skreddersys for ulike typer forurensninger. Noen aktivert karbon er for eksempel bedre til å adsorbere flyktige organiske forbindelser (VOC) eller luktstoffer, mens andre har høyere selektiv adsorpsjonskapasitet for stoffer som tungmetallioner eller sprøytemiddelrester.
Ytelsen til aktivert karbon er nært knyttet til dets fysiske og kjemiske egenskaper og bruksforhold. Faktorer som påvirker adsorpsjonsytelsen til aktivert karbon inkluderer porestørrelsesfordeling, spesifikt overflateareal, porevolum osv. I tillegg påvirkes adsorpsjonskapasiteten og effektiviteten til aktivert karbon av faktorer som temperatur, fuktighet, konsentrasjon av oppløste stoffer og kontakttid. .
Alt i alt kan aktivert karbon adsorbere gasser, væsker eller oppløste stoffer på overflaten gjennom mekanismene fysisk adsorpsjon og kjemisk adsorpsjon gjennom dens porøse struktur og enorme spesifikke overflateareal. Prosessen er avhengig av interaksjonskreftene mellom stoffer og egenskapene til aktivert karbonoverflater. Arbeidsprinsippet for aktivert karbon er at dets unike struktur og egenskaper gjør det til en effektiv adsorbent som er mye brukt i vannbehandling, luftrensing og andre miljøapplikasjoner.
