Aktiverat kol eller kol för kort (Carbo medicinalis, medicinskt kol) är ett finkornigt träkol med stor inre yta, som används som adsorbent inom bland annat kemi, medicin, vatten- och avloppsrening, ventilation och luftkonditionering. Det används i granulerad form eller pressas till tablettform (träkolspressor).
Egenskaper
Aktivt kol består huvudsakligen av kol (vanligtvis> 90%) med en mycket porös struktur. Porerna är sammankopplade som en svamp. Den inre ytan är mellan 300 och 2000 m²/g kol. Den inre ytan på 2 gram aktivt kol motsvarar ungefär arean på en fotbollsplan. Densiteten av aktivt kol sträcker sig från 200 till 600 kg/m³. Porstorleksfördelningen för mikroporerna (<1nm), mesoporerna (1-25nm) och makroporerna (>25nm) bestämmer adsorptionsegenskaperna.
För en kub med en kantlängd på 1 cm överstiger den inre ytan den yttre ytan med en faktor på mer än 10 000.
Extraktion
Aktivt kol tillverkas av växter, djur, mineraler eller petrokemiska ämnen. Utgångsmaterialen är z. B. trä, torv, nötskal, brunkol eller stenkol eller plast. Följaktligen kallas det också för biokol. Som djurkol, latin carbo animalis , hänvisar till aktivt kol tillverkat av djurblod (blodkol) eller ben (benkolning).
Den framställs vanligtvis genom behandling med dehydratiseringsmedel (zinkklorid, fosforsyra) vid 500–900 °C eller genom torrdestillation. Det råa aktiva kolet som erhålls på detta sätt aktiveras sedan genom oxidation vid 700-1000 °C med ånga eller koldioxid, och i vissa fall även med luft.
För vissa ändamål behandlas (impregneras) det aktiva kolet med andra kemikalier för att förbättra separationseffekten. Filterkol för andningsfilter i gasmasker är täckt med metallsalter, vilket förbättrar separationseffekten för många kemiska gifter.
Användningsområden
Aktivt kol används främst som adsorbent för att avlägsna oönskad färg, smak och lukt från gaser, ångor och vätskor. En stor fördel med aktivt kol är dess förmåga att termiskt reaktiveras. Aktivt kol används främst i form av granulat, pulver eller pellets. Tyger med aktivt kol finns också på marknaden.
Till exempel tar aktivt kol bort:
- Klor, ozon och andra smak- och luktförsämrade ämnen samt bakterier från vatten, sötningsmedel, glycerin och kemiska vätskor
- färgämnen och föroreningar från vätskeströmmar inom kemi- eller livsmedelsindustrin
- Luftburna gifter (filter på NBC-masker och ventilationssystem i tankar och skyddsrum)
- Uranhexafluorid från luft inom kärnteknik
- Bensinångor från frånluften från tanksystem
- Klorerade kolväten från avgaser och avgaser, t.ex. B. vid kemtvätt
- en andel tjära från cigarettrök i cigarettfilter
- oönskade smakämnen från vodka och annan sprit
- Lukt av svett i skor (på grund av innersulor som innehåller aktivt kol)
- Smakämnen i cannabisodling (luktneutralisering)
- Jäsningsbiprodukter som fuseloljor och estrar från öl
- Föroreningar i akvarie- och dammfilter
Aktivt kol används vid rening av avloppsvatten för att avlägsna adsorberbara, lösta avloppsvattenbeståndsdelar från vattnet. Detta processsteg används vanligtvis endast när billigare metoder som biologiska processer, utfällning och flockning inte leder till önskat resultat. Denna metod kan även användas för att rena delflöden inom industrin, i syfte att återvinna rester.
En annan viktig applikation för aktivt kol är i kabinluftfilter för fordonsindustrin. Denna filterklass har använts i luftkonditioneringssystem sedan mitten av 1990-talet. De så kallade kombinationsfiltren (detta är en specifik kabinluftfilterklass) innehåller ett lager av aktivt kol, som filtrerar bort skadliga gaser från luften och på så sätt skyddar passagerarna från dessa föroreningar. Mer än 5000 ton aktivt kol bearbetas årligen över hela världen för denna applikation.
Vattenbehandling använder också adsorption på aktivt kol för att rena råvatten.
Tack vare sin höga adsorptionskapacitet kan aktivt kol även användas i sorptionspumpar för att skapa vakuum.
Aktivt kol har endast en begränsad lastkapacitet. Regenerering sker vanligtvis genom uppvärmning till flera hundra grader Celsius. Å ena sidan avdunstar en del av lasten (t.ex. organiska lösningsmedel), men en annan del kan även koka, varvid det aktiva kolet måste återaktiveras med ånga som vid tillverkning.
Aktivt kol finns också i värmeförpackningar.
Medicinsk ansökan
Inom medicinen används aktivt kol främst för att avlägsna gifter från mag-tarmkanalen. Vid ofarliga diarrésjukdomar, t.ex. B. Gastrointestinal influensa (gastroenterit), träkolskomretter används vanligtvis.I förgiftningsnödsituationer används aktivt kol i större mängder för att avlägsna oralt intagna gifter som finns i matsmältningskanalen eller är föremål för enterohepatisk cirkulation från organismen. Doseringen i sådana fall är 0,5 till 1 g träkol per kilo kroppsvikt för en vuxen människa.
Matfärgning
Aktivt kol används inom livsmedelsindustrin som färgämne E 153. E 153 används i fruktjuicekoncentrat, gelé, sylt, konfektyr och i svartvaxbeläggningar för ost.
Individuella bevis
- ↑ Römpp Lexicon Chemistry
Referenser
- Hartmut von Kienle &Erich Baeder:Aktivt kol och dess industriella tillämpning , Stuttgart, Ferdinand Enke Verlag, 1980, ISBN 3-432-90881-4
- Roop Chand Bansal, Jean-Baptiste Donnet, Fritz Stoeckli:Active Carbon . New York, Marcel Dekker, 1988, ISBN 0-8247-7842-1
- John W. Patrick (red.):Porosity in Carbons . London, Edward Arnold, 1995, ISBN 0-340-544732
- CD Roempp Chemie Lexikon, Stuttgart, Georg Thieme Verlag
- Dr. medicinsk Thomas Schneider, Dr. medicinsk Benno Wolcke, Roman Böhmer:Pocket Atlas Emergency &Rescue Medicine - Kompendium för akutläkaren . 3:e upplagan, Springer Medizin Verlag Heidelberg, 2000, 2004, 2006, ISBN 3-540-29565-8
