Активоване вугілля — це матеріал із високопористою структурою та великою питомою поверхнею, який має чудову адсорбційну здатність і хімічну реакційну здатність. Перш ніж зрозуміти, як працює активоване вугілля, спочатку необхідно зрозуміти поняття адсорбції та властивостей поверхні.
Адсорбція — це процес, за допомогою якого газ, рідина або розчинена речовина адсорбується із середовища (наприклад, води, повітря) на тверду поверхню. Пориста структура активованого вугілля надає йому більшу площу поверхні, забезпечуючи величезну площу контакту для адсорбуючих речовин.
Принцип дії активованого вугілля можна звести до таких аспектів:
1. Фізична адсорбція: активоване вугілля адсорбує молекули на своїй поверхні шляхом фізичної адсорбції. Це пояснюється надзвичайно високою питомою поверхнею та великою кількістю мікропор і мезопористих структур активованого вугілля. Коли молекули газу або розчинені речовини торкаються поверхні активованого вугілля, вони адсорбуються в порах активованого вугілля завдяки силі притягання та силі, що існує на поверхні адсорбенту.
2. Хімічна адсорбція: на додаток до фізичної адсорбції, активоване вугілля також може захоплювати молекули шляхом хімічної адсорбції. Це пов’язано з тим, що деякі хімічні функціональні групи (такі як гідроксильні, карбоксильні тощо) на поверхні активованого вугілля можуть хімічно реагувати з певними типами молекул. Ця хімічна адсорбція може підвищити адсорбційну здатність активованого вугілля для певних органічних речовин.
3. Характеристики поверхні: Поверхня активованого вугілля має певні характеристики заряду. Ці поверхневі заряди можуть електростатично взаємодіяти з іонами або зарядженими молекулами в розчині. Залежно від хімічних властивостей і фізичної структури поверхні активованого вугілля речовини зі специфічними електричними властивостями можуть бути вибірково адсорбовані або виключені.
Різні типи активованого вугілля можна пристосувати для різних типів забруднюючих речовин. Наприклад, деякі активовані вугілля краще адсорбують леткі органічні сполуки (ЛОС) або пахучі речовини, а інші мають вищу селективну адсорбційну здатність для таких речовин, як іони важких металів або залишки пестицидів.
Ефективність активованого вугілля тісно пов’язана з його фізичними та хімічними властивостями та умовами застосування. Фактори, що впливають на ефективність адсорбції активованого вугілля, включають розподіл пор за розміром, питому площу поверхні, об’єм пор тощо. Крім того, на адсорбційну здатність та ефективність активованого вугілля також впливають такі фактори, як температура, вологість, концентрація розчиненої речовини та час контакту. .
Загалом, активоване вугілля може адсорбувати гази, рідини або розчинені речовини на своїй поверхні за допомогою механізмів фізичної адсорбції та хімічної адсорбції через його пористу структуру та величезну питому поверхню. Процес ґрунтується на силах взаємодії між речовинами та властивостях поверхонь активованого вугілля. Принцип роботи активованого вугілля полягає в тому, що його унікальна структура та властивості роблять його ефективним адсорбентом, який широко використовується для обробки води, очищення повітря та інших екологічних застосувань.
