Geaktiveerde koolstof is 'n materiaal met 'n hoogs poreuse struktuur en 'n groot spesifieke oppervlak, wat uitstekende adsorpsiekapasiteit en chemiese reaktiwiteit het. Voordat jy verstaan hoe geaktiveerde koolstof werk, is dit eers nodig om die konsepte van adsorpsie en oppervlak eienskappe te verstaan.
Adsorpsie is die proses waardeur 'n gas, vloeistof of opgeloste stof vanaf 'n medium (bv. water, lug) op 'n soliede oppervlak geadsorbeer word. Die poreuse struktuur van geaktiveerde koolstof gee dit 'n groter oppervlakte, wat 'n groot kontakarea bied vir adsorberende stowwe.
Die werkingsbeginsel van geaktiveerde houtskool kan tot die volgende aspekte gekook word:
1. Fisiese adsorpsie: Geaktiveerde koolstof adsorbeer molekules op sy oppervlak deur fisiese adsorpsie. Dit is as gevolg van die uiters hoë spesifieke oppervlakte en die groot aantal mikroporieë en mesoporiese strukture van geaktiveerde koolstof. Wanneer gasmolekules of opgeloste stowwe die oppervlak van geaktiveerde koolstof raak, sal hulle in die porieë van geaktiveerde koolstof geadsorbeer word as gevolg van die aantrekkingskrag en krag wat op die oppervlak van die adsorbens bestaan.
2. Chemiese adsorpsie: Benewens fisiese adsorpsie, kan geaktiveerde koolstof ook molekules vasvang deur chemiese adsorpsie. Dit is te wyte aan die feit dat sommige chemiese funksionele groepe (soos hidroksiel, karboksiel, ens.) op die oppervlak van geaktiveerde koolstof chemies met spesifieke tipes molekules kan reageer. Hierdie chemiese adsorpsie kan die adsorpsiekapasiteit van geaktiveerde koolstof vir sekere organiese stowwe verbeter.
3. Oppervlakteienskappe: Die oppervlak van geaktiveerde koolstof het sekere ladingseienskappe. Hierdie oppervlakladings kan elektrostaties in wisselwerking tree met ione of gelaaide molekules in oplossing. Afhangende van die chemiese eienskappe en fisiese struktuur van die geaktiveerde koolstof oppervlak, kan stowwe met spesifieke elektriese eienskappe selektief geadsorbeer of uitgesluit word.
Verskillende tipes geaktiveerde koolstof kan aangepas word vir verskillende tipes besoedelstowwe. Sommige geaktiveerde koolstowwe is byvoorbeeld beter om vlugtige organiese verbindings (VOC's) of reukstowwe te adsorbeer, terwyl ander 'n hoër selektiewe adsorpsievermoë vir stowwe soos swaarmetaalione of plaagdoderreste het.
Die werkverrigting van geaktiveerde koolstof is nou verwant aan sy fisiese en chemiese eienskappe en toedieningstoestande. Faktore wat die adsorpsieprestasie van geaktiveerde koolstof beïnvloed, sluit in poriegrootteverspreiding, spesifieke oppervlakarea, porievolume, ens. Daarbenewens word die adsorpsiekapasiteit en doeltreffendheid van geaktiveerde koolstof ook beïnvloed deur faktore soos temperatuur, humiditeit, opgeloste stofkonsentrasie en kontaktyd .
Al met al kan geaktiveerde koolstof gasse, vloeistowwe of opgeloste stowwe op sy oppervlak adsorbeer deur die meganismes van fisiese adsorpsie en chemiese adsorpsie deur sy poreuse struktuur en groot spesifieke oppervlakte. Die proses maak staat op die interaksiekragte tussen stowwe en die eienskappe van geaktiveerde koolstofoppervlaktes. Die werkingsbeginsel van geaktiveerde koolstof is dat sy unieke struktuur en eienskappe dit 'n effektiewe adsorbens maak wat wyd gebruik word in waterbehandeling, lugsuiwering en ander omgewingstoepassings.
