углем?
Активированный уголь – это порошок или гранулированный материал, который получают из обычного угля. Он обладает уникальными химическими и физическими свойствами, которые позволяют использовать его в различных сферах деятельности человека, включая медицину, промышленность, экологию и технологические процессы. Почему же уголь называют активированным? Рассмотрим этот вопрос подробнее.
Процесс получения активированного угля
Для начала необходимо понимать, каким образом получают активированный уголь. Способов его производства существует несколько, но основной из них – это термическая активация. Она заключается в обработке угля определенным образом, после чего уголь становится активированным и приобретает новые свойства.
Процесс термической активации заключается в следующем:
1. Исходный материал. Для производства активированного угля используют обычный каменный уголь. В зависимости от его типа и качества, а также требуемых свойств готового продукта, может использоваться разный уголь.
2. Подготовка угля. Исходный уголь подвергается предварительной обработке, которая включает в себя молотье, сортировку и промывку. Это позволяет удалить из него примеси и получить уголь нужного размера.
3. Нагревание. Обработанный уголь помещают в специально предназначенную камеру и нагревают до высокой температуры (от 800 до 1000 градусов по Цельсию) в условиях отсутствия кислорода. Такой процесс называется пиролизом.
4. Активация. Когда уголь достигает нужной температуры, к нему подают газовую смесь, которая может содержать пары воды, аммиак, углекислый газ и другие компоненты. Таким образом, уголь проходит активацию, т.е. он насыщается поверхностными атомами различных химических элементов (например, кислорода, азота, серы) и модифицируется физически.
5. Охлаждение и фрекционирование. После завершения процесса активации уголь охлаждают и фрекционируют, т.е. дробят на мелкие гранулы или порошок. Такой активированный уголь готов к использованию.
Почему уголь называют активированным?
Как мы уже упоминали, процедура активации изменяет свойства угля, делая его «активным». Под этим термином понимается способность угля эффективно взаимодействовать с другими веществами благодаря измененной поверхности. Активированный уголь обладает большой внутренней площадью, которая может составлять от 300 до 2000 м²/г. По сути, это означает, что на один грамм активированного угля приходится очень большая площадь поверхности, что позволяет ему иметь большую способность адсорбировать (поглощать) различные вещества.
Адсорбция является основным механизмом действия активированного угля. Это процесс, при котором молекулы одного вещества (адсорбата) поглощаются поверхностью другого вещества (адсорбента), в данном случае – поверхностью активированного угля. Уголь способен адсорбировать множество различных веществ, таких как газы, пары, жидкости, токсичные и радиоактивные вещества, а также микроорганизмы и токсичные металлы.
Таким образом, название «активированный уголь» отражает его особые свойства – повышенную адсорбционную способность, обусловленную изменением структуры и поверхности угля в процессе его активации. Благодаря этому активированный уголь широко используется в различных областях: в медицине для очистки крови, в промышленности для очистки воды и газов, в экологии для очистки почвы и выработки знаковых площадей, а также в производстве электроэнергии, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.
В заключение можно сказать, что активированный уголь - это пример того, как человечество использует и трансформирует природные ресурсы для своих нужд в различных сферах деятельности, учитывая их уникальные свойства и качества.