stringtranslate.com

Активированный уголь

Активированный уголь

Активированный уголь , также называемый активированным углем , является формой углерода, обычно используемой для фильтрации загрязняющих веществ из воды и воздуха, среди многих других применений. Он обрабатывается ( активируется ) для того, чтобы иметь небольшие поры с малым объемом, которые значительно увеличивают площадь поверхности [1] [2], доступную для адсорбции или химических реакций [3] , которые можно рассматривать как микроскопическую «губчатую» структуру ( адсорбция , не путать с абсорбцией , представляет собой процесс, при котором атомы или молекулы прилипают к поверхности). Активация аналогична приготовлению попкорна из сушеных кукурузных зерен: попкорн легкий, пушистый, а его зерна имеют высокое отношение площади поверхности к объему . Активированный иногда заменяют активным .

Поскольку он настолько пористый в микроскопическом масштабе, один грамм активированного угля имеет площадь поверхности более 3000 квадратных метров (32 000 квадратных футов), [1] [2] [4], как определено путем адсорбции газа. [1] [2] [5] Для древесного угля эквивалентная цифра до активации составляет около 2–5 квадратных метров (22–54 квадратных футов). [6] [7] Полезный уровень активации может быть получен исключительно за счет большой площади поверхности. Дальнейшая химическая обработка часто улучшает адсорбционные свойства.

Активированный уголь обычно получают из отходов, таких как скорлупа кокосовых орехов; отходы бумажных фабрик изучались в качестве источника. [8] Эти объемные источники преобразуются в древесный уголь перед активацией. При получении из угля [1] [ 2] его называют активированным углем . Активированный кокс получают из кокса .

Использует

Активированный уголь используется при хранении метана и водорода , [1] [2] очистке воздуха , [9] емкостной деионизации, суперемкостной адсорбции с переменным зарядом, восстановлении растворителей, декофеинизации , очистке золота , извлечении металлов , очистке воды , медицине , очистке сточных вод , воздушных фильтрах в респираторах , фильтрах в сжатом воздухе, отбеливании зубов, производстве хлористого водорода , пищевой электронике [10] и во многих других областях.

Промышленный

Одно из основных промышленных применений включает использование активированного угля в металлообработке для очистки гальванических растворов. Например, это основной метод очистки для удаления органических примесей из растворов блестящего никелирования. Различные органические химикаты добавляются в гальванические растворы для улучшения их качества осаждения и для усиления таких свойств, как яркость, гладкость, пластичность и т. д. Из-за прохождения постоянного тока и электролитических реакций анодного окисления и катодного восстановления органические добавки генерируют нежелательные продукты распада в растворе. Их чрезмерное накопление может отрицательно повлиять на качество покрытия и физические свойства осажденного металла. Обработка активированным углем удаляет такие примеси и восстанавливает эксплуатационные характеристики покрытия до желаемого уровня.

Медицинский

Активированный уголь для медицинского применения

Активированный уголь используется для лечения отравлений и передозировок после перорального приема . Таблетки или капсулы активированного угля используются во многих странах в качестве безрецептурного препарата для лечения диареи , расстройства желудка и метеоризма . Однако активированный уголь не оказывает никакого влияния на кишечные газы и диарею, обычно является неэффективным с медицинской точки зрения, если отравление произошло в результате приема едких веществ, борной кислоты или нефтепродуктов, и особенно неэффективен при отравлениях сильными кислотами или основаниями , цианидом , железом , литием , мышьяком , метанолом , этанолом или этиленгликолем . [11] Активированный уголь не предотвратит всасывание этих химических веществ в организм человека. [12] Он включен в Список основных лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения . [13]

Неправильное применение (например, в легкие ) приводит к легочной аспирации , которая иногда может быть фатальной, если не начать немедленное лечение. [14]

Аналитическая химия

Активированный уголь в 50% весовом соотношении с целитом используется в качестве неподвижной фазы при хроматографическом разделении углеводов (моно-, ди-, трисахаридов ) под низким давлением с использованием растворов этанола (5–50%) в качестве подвижной фазы в аналитических или препаративных протоколах.

Активированный уголь полезен для извлечения прямых пероральных антикоагулянтов (DOAC), таких как дабигатран , апиксабан , ривароксабан и эдоксабан из образцов плазмы крови. [15] Для этой цели он был сделан в виде «минитаблеток», каждая из которых содержит 5 мг активированного угля для обработки 1 мл образцов DOAC. Поскольку этот активированный уголь не влияет на факторы свертывания крови, гепарин или большинство других антикоагулянтов [16], это позволяет анализировать образец плазмы на предмет отклонений, которые в противном случае были бы вызваны DOAC.

Относящийся к окружающей среде

Активированный уголь обычно используется в системах фильтрации воды. На этой иллюстрации активированный уголь находится на четвертом уровне (считая снизу).

Адсорбция углерода имеет многочисленные применения для удаления загрязняющих веществ из воздуха или водных потоков как в полевых условиях, так и в промышленных процессах, таких как:

В начале реализации Закона о безопасной питьевой воде 1974 года в США должностные лица Агентства по охране окружающей среды разработали правило, которое предлагало обязать системы очистки питьевой воды использовать гранулированный активированный уголь. Из-за своей высокой стоимости так называемое правило GAC столкнулось с сильным противодействием по всей стране со стороны отрасли водоснабжения, включая крупнейшие водопроводные компании Калифорнии. Поэтому агентство отменило правило. [20] Фильтрация активированным углем является эффективным методом очистки воды благодаря своей многофункциональности. Существуют определенные типы методов и оборудования для фильтрации активированным углем, которые указаны — в зависимости от вовлеченных загрязняющих веществ. [19]

Активированный уголь также используется для измерения концентрации радона в воздухе.

Активированный уголь, полученный из отходов биомассы, также успешно использовался для удаления кофеина и парацетамола из воды. [21]

Сельскохозяйственный

Активированный уголь (древесный уголь) — это разрешенное вещество, используемое органическими фермерами как в животноводстве , так и в виноделии. В животноводстве он используется как пестицид, добавка к корму для животных, технологическая добавка, несельскохозяйственный ингредиент и дезинфицирующее средство. [22] В органическом виноделии активированный уголь разрешен для использования в качестве технологического агента для адсорбции коричневых пигментов из концентратов белого винограда. [23] Иногда его используют как биоуголь .

Очистка дистиллированных алкогольных напитков

Фильтры с активированным углем (фильтры AC) могут использоваться для фильтрации водки и виски от органических примесей, которые могут повлиять на цвет, вкус и запах. Пропускание органически загрязненной водки через фильтр с активированным углем при надлежащей скорости потока приведет к получению водки с идентичным содержанием алкоголя и значительно повышенной органической чистотой, судя по запаху и вкусу. [24]

Хранение топлива

Проводятся исследования по проверке способности различных активированных углей хранить природный газ [1] [2] и водородный газ . [1] [2] Пористый материал действует как губка для различных типов газов. Газ притягивается к углеродному материалу посредством сил Ван-дер-Ваальса . Некоторые виды углерода смогли достичь энергии связи 5–10 кДж на моль . [25] Затем газ может быть десорбирован при воздействии более высоких температур и либо сожжен для выполнения работы, либо, в случае водородного газа, извлечен для использования в водородном топливном элементе . Хранение газа в активированных углях является привлекательным методом хранения газа, поскольку газ может храниться в среде с низким давлением, малой массой и малым объемом, что было бы гораздо более осуществимо, чем громоздкие бортовые баллоны под давлением в транспортных средствах. Министерство энергетики США определило определенные цели [26] , которые должны быть достигнуты в области исследований и разработок нанопористых углеродных материалов. Все поставленные цели еще не достигнуты, но многочисленные учреждения, включая программу ALL-CRAFT, [1] [2] продолжают вести работу в этой области.

Очистка газа

Фильтры с активированным углем обычно используются в системах очистки сжатого воздуха и газа для удаления паров масла , запаха и других углеводородов из воздуха. Наиболее распространенные конструкции используют принцип одноступенчатой ​​или двухступенчатой ​​фильтрации, при котором активированный уголь внедряется внутрь фильтрующего материала.

Фильтры с активированным углем используются для удержания радиоактивных газов в воздухе, откачиваемом из конденсатора турбины ядерного кипящего реактора. Большие угольные слои адсорбируют эти газы и удерживают их, пока они быстро распадаются на нерадиоактивные твердые частицы. Твердые частицы задерживаются в частицах угля, в то время как отфильтрованный воздух проходит через них.

Химическая очистка

Активированный уголь обычно используется в лабораторных масштабах для очистки растворов органических молекул, содержащих нежелательные окрашенные органические примеси.

Фильтрация через активированный уголь используется в крупномасштабных тонких химических и фармацевтических процессах для той же цели. Уголь либо смешивается с раствором, а затем отфильтровывается, либо иммобилизуется в фильтре. [27] [28]

Очистка от ртути

Активированный уголь, часто насыщенный серой [29] или йодом, широко используется для улавливания выбросов ртути с угольных электростанций , медицинских мусоросжигательных печей и природного газа на устье скважины. Однако, несмотря на свою эффективность, активированный уголь дорог в использовании. [30]

Поскольку он часто не перерабатывается, активированный уголь, содержащий ртуть, представляет собой дилемму утилизации. [31] Если активированный уголь содержит менее 260 ppm ртути, федеральные правила США разрешают стабилизировать его (например, заключить в бетон) для захоронения. [ требуется ссылка ] Однако отходы, содержащие более 260 ppm, считаются отнесенными к подкатегории с высоким содержанием ртути и запрещены к захоронению (Правило о запрете на захоронение). [ требуется ссылка ] Этот материал в настоящее время накапливается на складах и в глубоких заброшенных шахтах со скоростью, оцениваемой в 100 тонн в год. [ требуется ссылка ]

Проблема утилизации активированного угля, содержащего ртуть, не является уникальной для Соединенных Штатов. В Нидерландах эта ртуть в значительной степени восстанавливается [ необходима ссылка ] , а активированный уголь утилизируется путем полного сжигания, образуя диоксид углерода (CO 2 ).

Пищевая добавка

Активированный пищевой уголь стал пищевым трендом в 2016 году, его использовали в качестве добавки для придания «слегка дымного» вкуса и темного цвета таким продуктам, как хот-доги, мороженое, основы для пиццы и бублики. [32] Людям, принимающим лекарства, включая противозачаточные таблетки и антидепрессанты , [33] рекомендуется избегать новых продуктов или напитков, в которых используется краситель на основе активированного угля, поскольку он может сделать лекарство неэффективным. [34]

Фильтрация дыма

Активированный уголь используется в курительных фильтрах [35] как способ снижения содержания смолы и других химических веществ, присутствующих в дыме, которые являются результатом сгорания, при этом было обнаружено, что он снижает содержание токсичных веществ в табачном дыме, в частности свободных радикалов. [35]

Структура активированного угля

Структура активированного угля долгое время была предметом споров. В книге, опубликованной в 2006 году, [36] Гарри Марш и Франциско Родригес-Рейносо рассмотрели более 15 моделей структуры, не придя к определенному выводу о том, какая из них была правильной. Недавние исследования с использованием просвечивающей электронной микроскопии с коррекцией аберраций показали, что активированные угли могут иметь структуру, родственную структуре фуллеренов , с пятиугольными и семиугольными углеродными кольцами. [37] [38]

Производство

Активированный уголь — это углерод, полученный из углеродистых исходных материалов, таких как бамбук, кокосовая шелуха, ивовый торф , древесина , койр , лигнит , уголь и нефтяной пек . Он может быть получен (активирован) одним из следующих процессов:

  1. Физическая активация : Исходный материал превращается в активированный уголь с использованием горячих газов. Затем вводится воздух для сжигания газов, создавая градуированную, просеянную и обеспыленную форму активированного угля. Обычно это делается с использованием одного или нескольких из следующих процессов:
    • Карбонизация : Материал, содержащий углерод, подвергается пиролизу при температурах в диапазоне 600–900 °C, обычно в инертной атмосфере с такими газами, как аргон или азот.
    • Активация/окисление : сырье или карбонизированный материал подвергается воздействию окислительной атмосферы (кислорода или пара) при температурах выше 250 °C, обычно в диапазоне температур 600–1200 °C. Активация осуществляется путем нагревания образца в течение 1 ч в муфельной печи при температуре 450 °C в присутствии воздуха. [30]
  2. Химическая активация : Углеродный материал пропитывается определенными химикатами. Химическим веществом обычно является кислота , сильное основание , [1] [2] или соль [39] ( фосфорная кислота 25%, гидроксид калия 5%, гидроксид натрия 5%, карбонат калия 5%, [40] хлорид кальция 25% и хлорид цинка 25%). Затем углерод подвергается воздействию высоких температур (250–600 °C). Считается, что температура активирует углерод на этой стадии, заставляя материал открываться и иметь больше микроскопических пор. Химическая активация предпочтительнее физической активации из-за более низких температур, лучшей стабильности качества и более короткого времени, необходимого для активации материала. [41]

Голландская компания Norit NV , часть Cabot Corporation , является крупнейшим производителем активированного угля в мире. Haycarb , шри-ланкийская компания, работающая на кокосовой скорлупе, контролирует 16% доли мирового рынка. [42]

Классификация

Активированные угли — это сложные продукты, которые трудно классифицировать на основе их поведения, поверхностных характеристик и других фундаментальных критериев. Тем не менее, некоторая широкая классификация сделана для общих целей на основе их размера, методов приготовления и промышленного применения.

Порошкообразный активированный уголь (ПАУ)

Микрофотография активированного угля (R 1) при ярком освещении на световом микроскопе . Обратите внимание на фракталоподобную форму частиц, намекающую на их огромную площадь поверхности. Каждая частица на этом изображении, несмотря на то, что ее диаметр составляет всего около 0,1 мм, может иметь площадь поверхности в несколько квадратных сантиметров. Все изображение охватывает область размером приблизительно 1,1 на 0,7 мм, а версия с полным разрешением имеет масштаб 6,236 пикселей/ мкм .

Обычно активированный уголь (R 1) производится в виде частиц в виде порошков или мелких гранул размером менее 1,0 мм со средним диаметром от 0,15 до 0,25 мм. Таким образом, они имеют большое отношение поверхности к объему с малым расстоянием диффузии. Активированный уголь (R 1) определяется как частицы активированного угля, удерживаемые на сите с размером ячеек 50 (0,297 мм).

Порошкообразный активированный уголь (PAC) — более мелкий материал. PAC состоит из измельченных или молотых частиц углерода, 95–100% которых проходят через специальное сито . ASTM классифицирует частицы, проходящие через сито с размером ячеек 80 (0,177 мм) и меньше, как PAC. Использование PAC в специальном сосуде не является общепринятым из-за высокой потери напора , которая может возникнуть. Вместо этого PAC обычно добавляют непосредственно в другие технологические установки, такие как заборы сырой воды, бассейны быстрого смешивания, осветлители и гравитационные фильтры.

Гранулированный активированный уголь (ГАУ)

Микрофотография активированного угля (ГАУ) под сканирующим электронным микроскопом

Гранулированный активированный уголь (GAC) имеет относительно больший размер частиц по сравнению с порошкообразным активированным углем и, следовательно, имеет меньшую внешнюю поверхность. Таким образом, диффузия адсорбата является важным фактором. Эти угли подходят для адсорбции газов и паров, поскольку газообразные вещества быстро диффундируют. Гранулированные угли используются для фильтрации воздуха и очистки воды , а также для общей дезодорации и разделения компонентов в проточных системах и в бассейнах быстрого смешивания. GAC может быть получен как в гранулированной, так и в экструдированной форме. GAC обозначается размерами, такими как 8×20, 20×40 или 8×30 для применений в жидкой фазе и 4×6, 4×8 или 4×10 для применений в паровой фазе. Уголь 20×40 изготовлен из частиц, которые будут проходить через сито US Standard Mesh Size No. 20 (0,84 мм) (обычно указывается как 85% прохождения), но будут удерживаться на сите US Standard Mesh Size No. 40 (0,42 мм) (обычно указывается как 95% удержания). AWWA (1992) B604 использует сито 50-меш (0,297 мм) в качестве минимального размера GAC. Наиболее популярными угольными материалами для водной фазы являются размеры 12×40 и 8×30, поскольку они имеют хороший баланс размера, площади поверхности и характеристик потери напора .

Экструдированный активированный уголь (ЭАУ)

Экструдированный активированный уголь (ЭАУ) сочетает в себе порошкообразный активированный уголь со связующим веществом, которые сплавляются вместе и экструдируются в цилиндрический блок активированного угля диаметром от 0,8 до 130 мм. Они в основном используются для газовой фазы из-за их низкого перепада давления, высокой механической прочности и низкого содержания пыли. Также продается как фильтр CTO (хлор, вкус, запах).

Активированный уголь в гранулах (BAC)

Шариковый активированный уголь (BAC) изготавливается из нефтяного пека и поставляется в диаметрах приблизительно от 0,35 до 0,80 мм. Подобно EAC, он также известен своим низким перепадом давления, высокой механической прочностью и низким содержанием пыли, но с меньшим размером зерна. Его сферическая форма делает его предпочтительным для применений в псевдоожиженном слое, таких как фильтрация воды.

Пропитанный углерод

Пористые угли, содержащие несколько типов неорганических импрегнатов, таких как йод и серебро . Катионы, такие как алюминий, марганец, цинк, железо, литий и кальций, также были подготовлены для специального применения в контроле загрязнения воздуха, особенно в музеях и галереях. Благодаря своим антимикробным и антисептическим свойствам, активированный уголь, загруженный серебром, используется в качестве адсорбента для очистки бытовой воды. Питьевую воду можно получить из природной воды, обрабатывая ее смесью активированного угля и гидроксида алюминия (Al(OH) 3 ), флокулянта . Пропитанные угли также используются для адсорбции сероводорода (H2S ) и тиолов . Сообщалось о скоростях адсорбции H2S до 50% по весу. [ необходима цитата ]

Полимерное покрытие углерода

Ткань из активированного угля

Это процесс, с помощью которого пористый углерод может быть покрыт биосовместимым полимером, чтобы получить гладкое и проницаемое покрытие, не блокируя поры. Полученный углерод полезен для гемоперфузии . Гемоперфузия — это метод лечения, при котором большие объемы крови пациента пропускаются через адсорбирующее вещество для удаления токсичных веществ из крови.

Тканый углерод

Существует технология переработки технического вискозного волокна в активированную угольную ткань для угольной фильтрации . Адсорбционная способность активированной ткани больше, чем у активированного угля ( теория БЭТ ) площадь поверхности: 500–1500 м2 / г, объем пор: 0,3–0,8 см3 / г) [ необходима ссылка ] . Благодаря различным формам активированного материала его можно использовать в широком спектре приложений ( суперконденсаторы , поглотители запахов, оборонная промышленность ХБРЯ и т. д.).

Характеристики

Грамм активированного угля может иметь площадь поверхности более 500 м2 ( 5400 кв. футов), при этом легко достижимая площадь в 3000 м2 (32 000 кв. футов). [ 2] [4] [5] Углеродные аэрогели , хотя и более дорогие, имеют еще большую площадь поверхности и используются в специальных целях.

Под электронным микроскопом выявляются структуры с высокой площадью поверхности активированного угля. Отдельные частицы сильно извилисты и демонстрируют различные виды пористости ; может быть много областей, где плоские поверхности графитоподобного материала идут параллельно друг другу, [2] разделенные всего несколькими нанометрами или около того. Эти микропоры обеспечивают превосходные условия для адсорбции , поскольку адсорбирующий материал может взаимодействовать со многими поверхностями одновременно. Тесты адсорбционного поведения обычно проводятся с газообразным азотом при 77 К в условиях высокого вакуума , но в повседневных условиях активированный уголь вполне способен производить эквивалент, путем адсорбции из своей окружающей среды, жидкой воды из пара при 100 °C (212 °F) и давлении 1/10 000 атмосферы .

Джеймс Дьюар , ученый, в честь которого назван Дьюар ( термокол ), провел много времени, изучая активированный уголь, и опубликовал статью о его адсорбционной способности по отношению к газам. [43] В этой статье он обнаружил, что охлаждение угля до температур жидкого азота позволило ему адсорбировать значительные количества многочисленных газов воздуха, среди прочих, которые затем можно было собрать, просто позволив углю снова нагреться, и что уголь на основе кокоса был лучше для этого эффекта. Он приводит кислород в качестве примера, где активированный уголь обычно адсорбирует атмосферную концентрацию (21%) при стандартных условиях, но выделяет более 80% кислорода, если уголь сначала охладить до низких температур.

Физически активированный уголь связывает материалы посредством силы Ван-дер-Ваальса [41] или дисперсионной силы Лондона .

Активированный уголь плохо связывается с некоторыми химическими веществами, включая спирты , диолы , сильные кислоты и основания , металлы и большинство неорганических веществ , таких как литий , натрий , железо , свинец , мышьяк , фтор и борная кислота.

Активированный уголь очень хорошо адсорбирует йод . Йодная емкость, мг/г, ( тест по стандартному методу ASTM D28) может использоваться как показатель общей площади поверхности.

Угарный газ плохо адсорбируется активированным углем. Это должно вызывать особую озабоченность у тех, кто использует этот материал в фильтрах для респираторов, вытяжных шкафов или других систем контроля газа, поскольку этот газ не обнаруживается человеческими органами чувств, токсичен для обмена веществ и нейротоксичен.

Подробные списки распространенных промышленных и сельскохозяйственных газов, адсорбируемых активированным углем, можно найти в Интернете. [44]

Активированный уголь может использоваться в качестве субстрата для нанесения различных химикатов с целью улучшения адсорбционной способности некоторых неорганических (и проблемных органических) соединений, таких как сероводород ( H2S ), аммиак (NH3 ) , формальдегид (HCOH), ртуть (Hg) и радиоактивный йод-131 ( 131I ). Это свойство известно как хемосорбция .

Йодное число

Многие угли предпочтительно адсорбируют небольшие молекулы. Йодное число является наиболее фундаментальным параметром, используемым для характеристики производительности активированного угля. Это мера уровня активности (более высокое число указывает на более высокую степень активации [45] ), часто сообщаемая в мг/г (типичный диапазон 500–1200 мг/г). Это мера содержания микропор активированного угля (от 0 до 20  Å или до 2  нм ) путем адсорбции йода из раствора. [46] Это эквивалентно площади поверхности углерода от 900 до 1100 м 2 /г. Это стандартная мера для жидкофазных применений.

Йодное число определяется как миллиграммы йода, адсорбированные одним граммом угля, когда концентрация йода в остаточном фильтрате составляет 0,02 нормы (т. е. 0,02N). По сути, йодное число является мерой йода, адсорбированного в порах, и, как таковое, является показателем объема пор, доступного в интересующем активированном угле. Обычно уголь для очистки воды имеет йодное число в диапазоне от 600 до 1100. Часто этот параметр используется для определения степени истощения используемого угля. Однако к этой практике следует относиться с осторожностью, поскольку химические взаимодействия с адсорбатом могут повлиять на поглощение йода, давая ложные результаты. Таким образом, использование йодного числа в качестве меры степени истощения угольного слоя может быть рекомендовано только в том случае, если будет доказано, что оно не вступает в химическое взаимодействие с адсорбатами, и если для конкретного применения будет определена экспериментальная корреляция между йодным числом и степенью истощения.

Патока

Некоторые угли более искусны в адсорбции больших молекул. Число мелассы или эффективность мелассы является мерой содержания мезопор активированного угля (более 20 Å или более 2 нм ) при адсорбции мелассы из раствора. Высокое число мелассы указывает на высокую адсорбцию больших молекул (диапазон 95–600). dp карамели (эффективность обесцвечивания) близка к числу мелассы. Эффективность мелассы указывается в процентах (диапазон 40%–185%) и параллельна числу мелассы (600 = 185%, 425 = 85%). Европейское число мелассы (диапазон 525–110) обратно пропорционально североамериканскому числу мелассы.

Число мелассы является мерой степени обесцвечивания стандартного раствора мелассы, который был разбавлен и стандартизирован по стандартизированному активированному углю. Из-за размера цветных тел число мелассы представляет собой потенциальный объем пор, доступный для более крупных адсорбирующих видов. Поскольку весь объем пор может быть недоступен для адсорбции в конкретном применении сточных вод, и поскольку часть адсорбата может проникать в более мелкие поры, это не является хорошей мерой ценности конкретного активированного угля для конкретного применения. Часто этот параметр полезен при оценке серии активных углей по их скорости адсорбции. При наличии двух активных углей с аналогичными объемами пор для адсорбции тот, который имеет большее число мелассы, обычно будет иметь более крупные поры питателя, что приведет к более эффективному переносу адсорбата в адсорбционное пространство.

Танин

Танины представляют собой смесь молекул большого и среднего размера. Угли с комбинацией макропор и мезопор адсорбируют танины. Способность угля адсорбировать танины сообщается в частях на миллион концентрации (диапазон 200 ppm–362 ppm).

Метиленовый синий

Некоторые виды углерода имеют мезопористую структуру (от 20 Å до 50 Å или от 2 до 5 нм), которая адсорбирует молекулы среднего размера, такие как краситель метиленовый синий . Адсорбция метиленового синего измеряется в г/100 г (диапазон 11–28 г/100 г). [47]

Дехлорирование

Некоторые угли оцениваются на основе длины периода полураспада дехлорирования , которая измеряет эффективность удаления хлора активированным углем. Длина полураспада дехлорирования — это глубина углерода, необходимая для снижения концентрации хлора на 50%. Более низкая длина полураспада указывает на превосходную производительность. [48]

Кажущаяся плотность

Плотность активированного угля в твердом или скелетном состоянии обычно составляет от 2000 до 2100 кг/м 3 (125–130 фунтов/кубический фут). Однако большая часть образца активированного угля будет состоять из воздушного пространства между частицами, и фактическая или кажущаяся плотность будет, следовательно, ниже, обычно от 400 до 500 кг/м 3 (25–31 фунт/кубический фут). [49]

Более высокая плотность обеспечивает большую объемную активность и обычно указывает на более качественный активированный уголь. ASTM D 2854 -09 (2014) используется для определения кажущейся плотности активированного угля.

Твердость/число истирания

Это мера сопротивления активированного угля истиранию. Это важный показатель активированного угля для сохранения его физической целостности и сопротивления силам трения. Существуют большие различия в твердости активированного угля в зависимости от сырья и уровня активности (пористости).

Содержание золы

Зола снижает общую активность активированного угля и снижает эффективность реактивации. Количество зависит исключительно от базового сырья, используемого для производства активированного угля (например, кокос, древесина, уголь и т. д.). Оксиды металлов (Fe 2 O 3 ) могут выщелачиваться из активированного угля, что приводит к изменению цвета. Содержание кислоторастворимой/водорастворимой золы более значимо, чем общее содержание золы. Содержание растворимой золы может быть очень важным для аквариумистов, так как оксид железа может способствовать росту водорослей. Уголь с низким содержанием растворимой золы следует использовать для морских, пресноводных рыб и рифовых аквариумов, чтобы избежать отравления тяжелыми металлами и избыточного роста растений/водорослей. Для определения содержания золы активированного угля используется ASTM (стандартный метод испытания D2866).

Активность четыреххлористого углерода

Измерение пористости активированного угля методом адсорбции насыщенных паров четыреххлористого углерода .

Распределение размера частиц

Чем мельче размер частиц активированного угля, тем лучше доступ к площади поверхности и тем выше скорость кинетики адсорбции. В парофазных системах это необходимо учитывать с учетом падения давления, которое повлияет на стоимость энергии. Тщательное рассмотрение распределения размеров частиц может обеспечить значительные эксплуатационные преимущества. Однако в случае использования активированного угля для адсорбции таких минералов, как золото, размер частиц должен быть в диапазоне 3,35–1,4 миллиметра (0,132–0,055 дюйма). Активированный уголь с размером частиц менее 1 мм не подойдет для элюирования (отделения минерала от активированного угля).

Изменение свойств и реакционной способности

Кислотно-основные, окислительно-восстановительные и специфические адсорбционные характеристики сильно зависят от состава поверхностных функциональных групп. [50]

Поверхность обычного активированного угля является реакционноспособной, способной к окислению кислородом воздуха и кислородной плазмой [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] паром, [59] [60] [61] а также углекислым газом [55] и озоном . [62] [63] [64]

Окисление в жидкой фазе вызывается широким спектром реагентов (HNO 3 , H 2 O 2 , KMnO 4 ). [65] [66] [67]

За счет образования большого количества основных и кислотных групп на поверхности окисленного углерода его сорбционные и другие свойства могут существенно отличаться от немодифицированных форм. [50]

Активированный уголь может быть азотирован натуральными продуктами или полимерами [68] [69] или обработкой угля азотирующими реагентами . [70] [71] [72]

Активированный уголь может взаимодействовать с хлором , [73] [74] бромом [75] и фтором . [76]

Поверхность активированного угля, как и других углеродных материалов, может быть фторалкилирована путем обработки пероксидом (пер)фторполиэфира [77] в жидкой фазе или широким спектром фторорганических веществ методом химического осаждения из газовой фазы [78] . Такие материалы сочетают высокую гидрофобность и химическую стабильность с электро- и теплопроводностью и могут использоваться в качестве электродного материала для суперконденсаторов [79] .

Функциональные группы сульфоновой кислоты могут быть присоединены к активированному углю, образуя «звездочки», которые можно использовать для селективного катализа этерификации жирных кислот. [80] Образование таких активированных углей из галогенированных предшественников дает более эффективный катализатор, который, как полагают, является результатом остаточных галогенов, улучшающих стабильность. [81] Сообщается о синтезе активированного угля с химически привитыми суперкислотными участками –CF 2 SO 3 H. [82]

Некоторые химические свойства активированного угля объясняются наличием поверхностно-активной двойной связи углерода . [64] [83]

Теория адсорбции Поляни — популярный метод анализа адсорбции различных органических веществ на их поверхности.

Примеры адсорбции

Гетерогенный катализ

Наиболее часто встречающаяся в промышленности форма хемосорбции происходит, когда твердый катализатор взаимодействует с газообразным сырьем, реагентом/ами. Адсорбция реагента/ов на поверхности катализатора создает химическую связь, изменяя электронную плотность вокруг молекулы реагента и позволяя ей проходить реакции, которые обычно были бы ей недоступны.

Реактивация и регенерация

Крупнейший в мире завод по реактивации расположен в Фелюи , Бельгия.
Центр реактивации активированного угля в Руселаре , Бельгия.

Реактивация или регенерация активированных углей заключается в восстановлении адсорбционной способности насыщенного активированного угля путем десорбции адсорбированных загрязнений на поверхности активированного угля.

Термическая реактивация

Наиболее распространенным методом регенерации, используемым в промышленных процессах, является термическая реактивация. [84] Процесс термической регенерации обычно состоит из трех этапов: [85]

Стадия термической обработки использует экзотермическую природу адсорбции и приводит к десорбции, частичному крекингу и полимеризации адсорбированной органики. Заключительный этап направлен на удаление обугленных органических остатков, образовавшихся в пористой структуре на предыдущем этапе, и повторное обнажение пористой углеродной структуры, восстанавливая ее первоначальные поверхностные характеристики. После обработки адсорбционную колонну можно использовать повторно. За цикл адсорбционно-термической регенерации сгорает от 5 до 15% по весу углеродного слоя, что приводит к потере адсорбционной способности. [86] Термическая регенерация является высокоэнергетическим процессом из-за высоких требуемых температур, что делает его как энергетически, так и коммерчески дорогим процессом. [85] Заводы, которые полагаются на термическую регенерацию активированного угля, должны быть определенного размера, прежде чем станет экономически выгодным иметь регенерационные мощности на месте. В результате этого для небольших предприятий по переработке отходов обычно отправляют свои ядра активированного угля на специализированные предприятия для регенерации. [87]

Другие методы регенерации

Текущие опасения относительно высокой энергии/стоимости термической регенерации активированного угля побудили исследования альтернативных методов регенерации для снижения воздействия таких процессов на окружающую среду. Хотя некоторые из упомянутых методов регенерации остались областями чисто академических исследований, некоторые альтернативы системам термической регенерации были использованы в промышленности. Текущие альтернативные методы регенерации:

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcdefghi Chada N, Romanos J, Hilton R, Suppes G, Burress J, Pfeifer P (2012-03-01). "Активированные угольные монолиты для хранения метана". Бюллетень Американского физического общества . 57 (1): W33.012. Bibcode : 2012APS..MARW33012C. Архивировано из оригинала 2018-06-12 . Получено 2018-05-30 .
  2. ^ abcdefghijk Soo Y, Chada N, Beckner M, Romanos J, Burress J, Pfeifer P (2013-03-20). "Свойства адсорбированной метановой пленки в нанопористых углеродных монолитах". Бюллетень Американского физического общества . 58 (1). M38.001. Bibcode : 2013APS..MARM38001S. Архивировано из оригинала 2018-06-12 . Получено 2018-05-30 .
  3. ^ ""Свойства активированного угля", CPL Caron Link, дата обращения 2008-05-02". Архивировано из оригинала 19 июня 2012 г. Получено 13 октября 2014 г.
  4. ^ ab Dillon EC, Wilton JH, Barlow JC, Watson WA (1989-05-01). «Большая площадь поверхности активированного угля и ингибирование абсорбции аспирина». Annals of Emergency Medicine . 18 (5): 547–552. doi :10.1016/S0196-0644(89)80841-8. PMID  2719366.
  5. ^ ab PJ Paul. "Value Added Products from Gasification – Activated Carbon" (PDF) . Бангалор: Лаборатория горения, газификации и движения (CGPL) в Индийском институте науки (IISc). Архивировано (PDF) из оригинала 2021-09-20 . Получено 10-10-2018 .
  6. ^ Lehmann JS (2009). "Биоуголь для управления окружающей средой: введение. В Biochar для управления окружающей средой, науки и технологий" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 2021-07-06.
  7. ^ "Активированный уголь". Журнал Discover . Архивировано из оригинала 2022-01-18 . Получено 2022-01-18 .
  8. ^ Оливейра Г, Калисто В, Сантос СМ, Отеро М, Эстевес В (01.08.2018). «Адсорбенты на основе бумажной массы для удаления фармацевтических препаратов из сточных вод: новый подход к диверсификации». Наука общей окружающей среды . 631–632: 1018–1028. Bibcode : 2018ScTEn.631.1018O. doi : 10.1016/j.scitotenv.2018.03.072. hdl : 10773/25013 . ISSN  1879-1026. PMID  29727928. S2CID  19141293.
  9. ^ Кэрролл ГТ, Киршман ДЛ (2022). «Периферийно расположенное устройство рециркуляции воздуха, содержащее фильтр с активированным углем, снижает уровень ЛОС в имитируемой операционной». ACS Omega . 7 (50): 46640–46645. doi :10.1021/acsomega.2c05570. ISSN  2470-1343. PMC 9774396 . PMID  36570243. 
  10. ↑ Катальди П., Ламанна Л., Бертей С., Арена F, Росси П., Лю М., Ди Фонзо Ф., Папагеоргиу Д.Г., Луцио А., Кайрони М. (26 февраля 2022 г.). «Электропроводящая паста из олеогеля для съедобной электроники». Передовые функциональные материалы . 32 (23): 2113417. arXiv : 2205.00764 . дои : 10.1002/adfm.202113417 . S2CID  247149736.
  11. ^ "Charcoal, Activated". Американское общество фармацевтов системы здравоохранения . Архивировано из оригинала 21 декабря 2016 года . Получено 23 апреля 2014 года .
  12. ^ IBM Micromedex (1 февраля 2019 г.). "Уголь, активированный (пероральный)". Mayo Clinic . Получено 15 февраля 2019 г.
  13. ^ Всемирная организация здравоохранения (2019). Примерный список основных лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения: 21-й список 2019 г. Женева: Всемирная организация здравоохранения. hdl : 10665/325771 . WHO/MVP/EMP/IAU/2019.06. Лицензия: CC BY-NC-SA 3.0 IGO.
  14. ^ Эллиотт К. Г., Колби ТВ, Келли Т. М., Хикс Х. Г. (1989). «Угольное легкое. Облитерирующий бронхиолит после аспирации активированного угля». Chest . 96 (3): 672–674. doi :10.1378/chest.96.3.672. PMID  2766830.
  15. ^ Exner T, Michalopoulos N, Pearce J, Xavier R, Ahuja M (март 2018 г.). «Простой метод удаления DOAC из образцов плазмы». Thrombosis Research . 163 : 117–122. doi : 10.1016/j.thromres.2018.01.047. PMID  29407622.
  16. ^ Exner T, Ahuja M, Ellwood L (24 апреля 2019 г.). «Влияние продукта активированного угля (DOAC Stop), предназначенного для извлечения DOAC, на различные другие антикоагулянты, продлевающие АЧТВ». Клиническая химия и лабораторная медицина . 57 (5): 690–696. doi :10.1515/cclm-2018-0967. PMID  30427777. S2CID  53426892.
  17. ^ Жибер О, Лефевр Б, Фернандес М, Бернат X, Парайра М, Кальдерер М, Мартинес-Льядо X (01 марта 2013 г.). «Характеристика развития биопленки на гранулированном активированном угле, используемом для производства питьевой воды». Исследования воды . 47 (3): 1101–1110. Бибкод : 2013WatRe..47.1101G. doi :10.1016/j.watres.2012.11.026. ISSN  0043-1354. ПМИД  23245544.
  18. ^ Takman M, Svahn O, Paul C, Cimbritz M, Blomqvist S, Struckmann Poulsen J, Lund Nielsen J, Davidsson Å (16.10.2023). «Оценка потенциала мембранного биореактора и процесса гранулированного активированного угля для повторного использования сточных вод — полномасштабная очистная станция, работавшая в течение года в Scania, Швеция». Science of the Total Environment . 895 : 165185. Bibcode : 2023ScTEn.89565185T. doi : 10.1016/j.scitotenv.2023.165185 . ISSN  0048-9697. PMID  37385512.
  19. ^ ab "Активированный уголь | SRU, Установка рекуперации растворителей | SRP, Установка рекуперации растворителей | SRS, Система рекуперации растворителей | Системы контроля выбросов ЛОС". DEC (Dynamic Environmental Corporation) . Архивировано из оригинала 27.12.2023 . Получено 27.12.2023 .
  20. ^ Ассоциация выпускников Агентства по охране окружающей среды: старшие должностные лица Агентства по охране окружающей среды обсуждают раннюю реализацию Закона о безопасной питьевой воде 1974 года, видео заархивировано 05.11.2016 на Wayback Machine , стенограмма заархивирована 05.11.2016 на Wayback Machine (см. страницы 15–16).
  21. ^ Melliti A, Touihri M, Kofroňová J, Hannachi C, Sellaoui L, Bonilla-Petriciolet A, Vurm R (2024-05-01). "Устойчивое удаление кофеина и ацетаминофена из воды с использованием активированного угля, полученного из отходов биомассы: синтез, характеристика и моделирование". Chemosphere . 355 : 141787. doi :10.1016/j.chemosphere.2024.141787. ISSN  0045-6535.
  22. ^ Обзор активированного угля [ постоянная нерабочая ссылка ] , Обзор органических материалов Министерства сельского хозяйства США, февраль 2002 г.
  23. ↑ Петиция об активированном угле [ постоянная нерабочая ссылка ] , петиция Министерства сельского хозяйства США о пересмотре органических материалов, Canadaigua Wine, май 2002 г.
  24. ^ Активированный уголь для очистки спирта и некоторые полезные дистилляционные поездки (PDF) . Gert Strand, Мальмё, Швеция. 2001. С. 1–28.
  25. ^ Романос Дж, Абу Даргам С, Рукос Р, Пфейфер П (2018). "Локальное давление сверхкритического адсорбированного водорода в нанопорах". Материалы . 11 (11): 2235. Bibcode : 2018Mate...11.2235R. doi : 10.3390/ma11112235 . ISSN  1996-1944. PMC 6266406. PMID  30423817 . 
  26. ^ Романос Дж., Раш Т., Абу Даргам С., Просневски М., Баракат Ф., Пфейфер П. (2017-12-21). «Циклирование и регенерация адсорбированного природного газа в микропористых материалах». Энергия и топливо . 31 (12): 14332–14337. doi :10.1021/acs.energyfuels.7b03119. ISSN  0887-0624.
  27. ^ Карелид В., Ларссон Г., Бьёрлениус Б. (май 2017 г.). «Пилотное удаление фармацевтических препаратов из муниципальных сточных вод: сравнение очистки гранулированным и порошкообразным активированным углем на трех очистных сооружениях». Журнал по экологическому менеджменту . 193 : 491–502. Bibcode : 2017JEnvM.193..491K. doi : 10.1016/j.jenvman.2017.02.042. PMID  28256364.
  28. ^ Okolie JA, Savage S, Ogbaga CC, Gunes B (июнь 2022 г.). «Оценка потенциала методов машинного обучения для изучения удаления фармацевтических препаратов из сточных вод с использованием биоугля или активированного угля». Total Environment Research Themes . 1–2 : 100001. Bibcode :2022TERT....100001O. doi : 10.1016/j.totert.2022.100001 .
  29. ^ Бурк М. (1989). «Активированный уголь для удаления ртути». Архивировано из оригинала 2013-08-03 . Получено 2013-08-27 .
  30. ^ ab Mohan D, Gupta V, Srivastava S, Chander S (2001). "Кинетика адсорбции ртути из сточных вод с использованием активированного угля, полученного из отходов удобрений". Коллоиды и поверхности A: физико-химические и инженерные аспекты . 177 (2–3): 169–181. doi :10.1016/S0927-7757(00)00669-5. Архивировано из оригинала 2023-04-23 . Получено 2022-03-22 .
  31. ^ Тим Флэннери, Здесь, на Земле: Новое начало , Аллен Лейн (2011), стр. 186.
  32. ^ «Он в смузи, зубной пасте и пицце — уголь — новый черный?». The Guardian . 28 июня 2017 г. Архивировано из оригинала 1 июля 2017 г. Получено 11 октября 2021 г.
  33. ^ Allan MC (24 апреля 2017 г.). «Опасные напитки и как их распознать — журнал Imbibe». Журнал Imbibe . Архивировано из оригинала 20 октября 2021 г. Получено 11 октября 2021 г.
  34. ^ Маккарти А. (7 июня 2017 г.). «Стоит ли вам есть активированный уголь?». Eater . Архивировано из оригинала 28 октября 2021 г. Получено 11 октября 2021 г.
  35. ^ ab Goel R, Bitzer ZT, Reilly SM, Bhangu G, Trushin N, Elias RJ, Foulds J, Muscat J, Richie Jr JP (2018). «Влияние угля в сигаретных фильтрах на свободные радикалы в основном дыме». Chemical Research in Toxicology . 31 (8): 745–751. doi :10.1021/acs.chemrestox.8b00092. PMC 6471497. PMID 29979036  . 
  36. ^ Х. Марш и Ф. Родригес-Рейносо, Активированный уголь , Elsevier (2006), стр. 186.
  37. ^ Романос Дж., Суани С., Раш Т., Фирлей Л., Кухта Б., Идробо Дж., Пфейфер П. (2014). «Сконструированный пористый углерод для хранения метана с большим объемом». Адсорбционная наука и технологии . 32 (8): 681–691. doi : 10.1260/0263-6174.32.8.681 . ISSN  0263-6174.
  38. ^ Allen CS, Ghamouss F, Boujibar O, Harris PJF (2022). "Просвечивающая электронная микроскопия неграфитизирующегося углерода с коррекцией аберраций". Proc. R. Soc. A. 578 ( 2258): 20210580. Bibcode : 2022RSPSA.47810580A. doi : 10.1098/rspa.2021.0580. S2CID  246828226. Архивировано из оригинала 2023-10-04 . Получено 2022-11-09 .
  39. ^ J. Romanos и др. (2012). «Нанокосмическая инженерия активированного угля KOH». Нанотехнология . 23 (1): 015401. Bibcode : 2012Nanot..23a5401R. doi : 10.1088/0957-4484/23/1/015401. PMID  22156024. S2CID  20023779.
  40. ^ Трипати АК, Муругавел С, Сингх РК (2021). «Пористые активированные угли, полученные из листьев мертвого ашоки (Saraca asoca) и гибкий полимерный электролит iongel для высокоплотных электрических двухслойных конденсаторов». Materials Today Sustainability . 11–12: 100062. Bibcode : 2021MTSus..1100062T. doi : 10.1016/j.mtsust.2021.100062. S2CID  233931759.
  41. ^ ab Nwankwo IH (2018). "Производство и характеристика активированного угля из костей животных" (PDF) . American Journal of Engineering Research (AJER) . 7 (7): 335–341. Архивировано (PDF) из оригинала 2022-04-02 . Получено 2022-03-22 .
  42. ^ «Премиальный ассортимент активированного угля увеличивает прибыль Haycarb». echolon.lk . Echelon Media. 6 июля 2021 г. Архивировано из оригинала 4 октября 2023 г. Получено 5 июля 2022 г.
  43. ^ Отделение наиболее летучих газов от воздуха без сжижения
  44. ^ "SentryAir". SentryAir. Архивировано из оригинала 2024-07-01 . Получено 2014-03-13 .
  45. ^ Mianowski A, Owczarek M, Marecka A (24 мая 2007 г.). «Площадь поверхности активированного угля, определяемая числом адсорбции йода». Источники энергии, часть A: восстановление, использование и воздействие на окружающую среду . 29 (9): 839–850. doi :10.1080/00908310500430901. S2CID  95043547.
  46. ^ Spencer W, Ibana D, Singh P, Nikoloski AN (январь 2024 г.). «Влияние площади поверхности, размера частиц и промывки кислотой на качество активированного угля, полученного из угля более низкого ранга путем активации KOH». Sustainability . 16 (14): 5876. doi : 10.3390/su16145876 . ISSN  2071-1050.
  47. ^ Divens J. "Адсорбция метиленового синего на активированном угле". www.nepjol.info . Журнал Института инженерии, 2016, 12(1)169-174 TUTA/IOE/PCU Отпечатано в Непале. Архивировано из оригинала 1 июля 2024 г. Получено 10 марта 2022 г.
  48. ^ "Дехлорирование воды с помощью технологии активированного угля | Desotec". www.desotec.com . Архивировано из оригинала 2024-07-01 . Получено 2022-02-11 .
  49. ^ TIGG Corporation. Выбор гранулированного активированного угля Архивировано 12.09.2012 на Wayback Machine . Опубликовано 8.05.2012, извлечено 21.09.2012.
  50. ^ Филипп Серп, Хосе Луис Фигейредо, Углеродные материалы для катализа, Wiley, – 2009, – 550 стр.
  51. ^ Гомес-Серрано V, Пириз-Алмейда FN, Дуран-Валле CJ, Пастор-Вильегас J (1999). «Формирование кислородных структур при активации воздухом. Исследование с помощью ИК-Фурье-спектроскопии». Carbon . 37 (10): 1517–1528. Bibcode :1999Carbo..37.1517G. doi :10.1016/S0008-6223(99)00025-1.
  52. ^ Machnikowski J., Kaczmarska H., Gerus-Piasecka I., Diez MA, Alvarez R., Garcia R. (2002). «Структурная модификация фракций каменноугольного пека во время слабого окисления – отношение к поведению карбонизации». Carbon . 40 (11): 1937–1947. Bibcode :2002Carbo..40.1937M. doi :10.1016/s0008-6223(02)00029-5.
  53. ^ Петров Н., Будинова Т., Развигорова М., Экинчи Э., Ярдим Ф., Минкова В. (2000). «Получение и характеристика углеродных адсорбентов из фурфурола». Carbon . 38 (15): 2069–2075. Bibcode :2000Carbo..38.2069P. doi :10.1016/s0008-6223(00)00063-4.
  54. ^ Garcia AB, Martinez-Alonso A., Leon CA, Tascon JMD (1998). «Модификация поверхностных свойств активированного угля обработкой кислородной плазмой». Fuel . 77 (1): 613–624. Bibcode :1998Fuel...77..613G. doi :10.1016/S0016-2361(97)00111-7.
  55. ^ ab Saha B., Tai MH, Streat M. (2001). «Исследование активированного угля после окисления и последующая характеристика обработки». Безопасность процессов и защита окружающей среды . 79 (4): 211–217. Bibcode : 2001PSEP...79..211S. doi : 10.1205/095758201750362253.
  56. ^ Половина М., Бабич Б., Калудерович Б., Декански А. (1997). «Характеристика поверхности окисленной активированной углеродной ткани». Углерод . 35 (8): 1047–1052. Bibcode :1997Carbo..35.1047P. doi :10.1016/s0008-6223(97)00057-2.
  57. ^ Fanning PE, Vannice MA (1993). "Исследование DRIFTS образования поверхностных групп на углероде путем окисления". Carbon . 31 (5): 721–730. Bibcode :1993Carbo..31..721F. doi :10.1016/0008-6223(93)90009-y.
  58. ^ Youssef AM, Abdelbary EM, Samra SE, Dowidar AM (1991). «Поверхностные свойства углерода, полученного из поливинилхлорида». Ind. J. Chem. A. 30 ( 10): 839–843.
  59. ^ Арриагада Р., Гарсия Р., Молина-Сабио М., Родригес-Рейносо Ф. (1997). «Влияние паровой активации на пористость и химическую природу активированных углей из Eucalyptus globulus и персиковых косточек». Microporous Mat . 8 (3–4): 123–130. doi :10.1016/s0927-6513(96)00078-8.
  60. ^ Molina-Sabio M., Gonzalez MT, Rodriguez-Reinoso F., Sepulveda-Escribano A. (1996). «Влияние активации паром и диоксидом углерода на распределение размеров микропор активированного угля». Carbon . 34 (4): 505–509. Bibcode :1996Carbo..34..505M. doi :10.1016/0008-6223(96)00006-1.
  61. ^ Брэдли Р. Х., Сазерленд И., Шэн Э. (1996). «Углеродная поверхность: площадь, пористость, химия и энергия». Журнал коллоидной и интерфейсной науки . 179 (2): 561–569. Bibcode : 1996JCIS..179..561B. doi : 10.1006/jcis.1996.0250.
  62. ^ Sutherland I., Sheng E., Braley RH, Freakley PK (1996). «Влияние окисления озона на поверхности сажи». J. Mater. Sci . 31 (21): 5651–5655. Bibcode : 1996JMatS..31.5651S. doi : 10.1007/bf01160810. S2CID  97055178.
  63. ^ Rivera-Utrilla J, Sanchez-Polo M (2002). "Роль дисперсионных и электростатических взаимодействий в адсорбции нафталинсульфоновых кислот в водной фазе на активированных углях, обработанных озоном". Carbon . 40 (14): 2685–2691. Bibcode :2002Carbo..40.2685R. doi :10.1016/s0008-6223(02)00182-3.
  64. ^ ab Valdés H, Sánchez-Polo M, Rivera-Utrilla J, Zaror CA (2002). «Влияние обработки озоном на поверхностные свойства активированного угля». Langmuir . 18 (6): 2111–2116. doi :10.1021/la010920a. hdl : 10533/173367 .
  65. ^ Pradhan BK, Sandle NK (1999). «Влияние различных обработок окислителями на поверхностные свойства активированных углей». Carbon . 37 (8): 1323–1332. Bibcode :1999Carbo..37.1323P. doi :10.1016/s0008-6223(98)00328-5.
  66. ^ Acedo-Ramos M., Gomez-Serrano V., Valenzuella-Calahorro C., Lopez-Peinado AJ (1993). "Окисление активированного угля в жидкой фазе. Исследование методом FT-IR". Spectroscopy Letters . 26 (6): 1117–1137. Bibcode : 1993SpecL..26.1117A. doi : 10.1080/00387019308011598.
  67. ^ Gomez-Serrano V., Acedo-Ramos M., Lopez-Peinado AJ, Valenzuela-Calahorro C. (1991). «Устойчивость к нагреванию и выделению газа активированного угля, окисленного в жидкой фазе». Thermochimica Acta . 176 : 129–140. Bibcode : 1991TcAc..176..129G. doi : 10.1016/0040-6031(91)80268-n.
  68. ^ Stőhr B., Boehm HP, Schlőgl R. (1991). «Повышение каталитической активности активированных углей в реакциях окисления путем термической обработки аммиаком или цианистым водородом и наблюдение за супероксидными видами в качестве возможного промежуточного продукта». Carbon . 29 (6): 707–720. Bibcode :1991Carbo..29..707S. doi :10.1016/0008-6223(91)90006-5.
  69. ^ Biniak S., Szymański G., Siedlewski J., Światkowski A. (1997). «Характеристика активированных углей с поверхностными группами кислорода и азота». Carbon . 35 (12): 1799–1810. Bibcode :1997Carbo..35.1799B. doi :10.1016/s0008-6223(97)00096-1.
  70. ^ Boudou JP, Chehimi M., Broniek E., Siemieniewska T., Bimer J. (2003). «Адсорбция H2S или SO2 на активированной угольной ткани, модифицированной обработкой аммиаком» (PDF) . Carbon . 41 (10): 1999–2007. doi :10.1016/s0008-6223(03)00210-0. S2CID  53137987. Архивировано (PDF) из оригинала 28.04.2019 . Получено 06.07.2019 .
  71. ^ Сано Х., Огава Х. (1975). «Подготовка и применение азотсодержащих активных углей». Osaka Kogyo Gijutsu Shirenjo . 26 (5): 2084–2086.
  72. ^ Радкевич В.З., Сенько Т.Л., Вильсон К., Грищенко Л.М., Задерко А.Н., Диюк В.Ю. (2008). «Влияние поверхностной функционализации активированного угля на дисперсию палладия и каталитическую активность в окислении водорода». Applied Catalysis A: General . 335 (2): 241–251. doi :10.1016/j.apcata.2007.11.029.
  73. ^ Evans MJ, Halliop E, Liang S, MacDonald JA (1998). «Влияние хлорирования на поверхностные свойства активированного угля». Carbon . 36 (11): 1677–1682. Bibcode :1998Carbo..36.1677E. doi :10.1016/S0008-6223(98)00165-1.
  74. ^ Papirer EN, Lacroix R, Donnet JB, Nansé GR, Fioux P (1995). "XPS исследование галогенирования сажи — Часть 2. Хлорирование". Carbon . 33 (1): 63–72. Bibcode :1995Carbo..33...63P. doi :10.1016/0008-6223(94)00111-C.
  75. ^ Papirer E, Lacroix R, Donnet JB, Nanse G, Fioux P (1994). "XPS-исследование галогенирования сажи — часть 1. Бромирование". Carbon . 32 (7): 1341–1358. Bibcode :1994Carbo..32.1341P. doi :10.1016/0008-6223(94)90121-X.
  76. ^ Nansé G, Papirer E, Fioux P, Moguet F, Tressaud A (1997). "Fluorination of carbon blacks: An X-ray photoelectron spectoscopy study: III. Fluorination of different carbon blacks with gaseous fluor in the temperatures below 100 °C influence of morphology, structure and physics-chemical characteristics of the carbon black on the fluore fixation". Carbon . 35 (4): 515–528. Bibcode :1997Carbo..35..515N. doi :10.1016/S0008-6223(97)00003-1.
  77. ^ US 8648217, «Модификация углеродистых материалов», выдан 2008-08-04 
  78. ^ US 10000382, «Способ модификации поверхности углеродных материалов фторуглеродами и их производными», выдан 03.11.2015 
  79. ^ Задерко А.Н., Швец Р.Ю., Григорчак И.И., Афонин С., Диюк В.Е., Марийчук Р.Т., Болдыриева О.Ю., Канюхова М., Лисняк В.В. (20 ноября 2018 г.). «Фторалкилированные нанопористые углероды: испытания в качестве электрода суперконденсатора». Прикладная наука о поверхности . 470 : 882–892. дои : 10.1016/j.apsusc.2018.11.141. ISSN  0169-4332. S2CID  105746451.
  80. ^ Aldana-Pérez A, Lartundo-Rojas L, Gómez R, Niño-Gómez ME (2012). «Сульфоновые группы, закрепленные на мезопористом углероде Starbons-300 и их использование для этерификации олеиновой кислоты». Fuel . 100 : 128–138. Bibcode :2012Fuel..100..128A. doi :10.1016/j.fuel.2012.02.025.
  81. ^ Диюк ВЕ, Задерко АН, Грищенко ЛМ, Яцимырский АВ, Лисняк ВВ (2012). "Эффективные кислотные катализаторы на основе углерода для дегидратации пропан-2-ола". Catalysis Communications . 27 : 33–37. doi :10.1016/j.catcom.2012.06.018.
  82. ^ "WO18194533 СПОСОБ ХИМИЧЕСКОЙ МОДИФИКАЦИИ ФТОРИРОВАННЫХ УГЛЕРОДОВ СЕРОСОДЕРЖАЩИМ ВЕЩЕСТВОМ". patentscope.wipo.int . Архивировано из оригинала 2018-11-24 . Получено 2018-11-24 .
  83. ^ Бударин ВЛ, Кларк ДжХ, Тавенер СДж, Уилсон К (2004). «Химические реакции двойных связей в активированном угле: методы микроволнового и бромирования». Chemical Communications (23): 2736–7. doi :10.1039/B411222A. PMID  15568092.
  84. ^ Багреев А., Раман Х., Бандос Т. Дж. (2001). «Термическая регенерация отработанного активированного угольного адсорбента, ранее использовавшегося в качестве адсорбента сероводорода». Carbon . 39 (9): 1319–1326. doi :10.1016/S0008-6223(00)00266-9.
  85. ^ ab Sabio E, Gonzalez, E., Gonzalez, JF, Gonzalez-Garcia, CM, Ramiro, A., Ganan, J (2004). «Термическая регенерация активированного угля, насыщенного п-нитрофенолом». Carbon . 42 (11): 2285–2293. Bibcode :2004Carbo..42.2285S. doi :10.1016/j.carbon.2004.05.007.
  86. ^ Miguel GS, Lambert SD, Graham NJ (2001). «Регенерация гранулированных активированных углей, отработанных в полевых условиях». Water Research . 35 (11): 2740–2748. Bibcode : 2001WatRe..35.2740S. doi : 10.1016/S0043-1354(00)00549-2. PMID  11456174.
  87. ^ Alvarez PM, Beltrán FJ, Gómez-Serrano V, Jaramillo J, Rodríguez EM (2004). "Сравнение термической и озоновой регенерации отработанного активированного угля, истощенного фенолом". Water Research . 38 (8): 2155–2165. Bibcode : 2004WatRe..38.2155A. doi : 10.1016/j.watres.2004.01.030. PMID  15087197.
  88. ^ "активированный уголь | пар | регенерация". DEC (Dynamic Environmental Corporation) . Архивировано из оригинала 2023-12-27 . Получено 2023-12-27 .
  89. ^ "активированный уголь | инертный газ | азот | регенерация". DEC (Dynamic Environmental Corporation) . Архивировано из оригинала 2023-12-27 . Получено 2023-12-27 .
  90. ^ "активированный уголь | вакуум | регенерация". DEC (Dynamic Environmental Corporation) . Архивировано из оригинала 2023-12-27 . Получено 2023-12-27 .
  91. ^ Cherbański R (2018). «Регенерация гранулированного активированного угля, загруженного толуолом — сравнение микроволнового и кондуктивного нагрева при тех же активных мощностях». Химическая инженерия и переработка — интенсификация процессов . 123 (январь 2018 г.): 148–157. Bibcode : 2018CEPPI.123..148C. doi : 10.1016/j.cep.2017.11.008.
  92. ^ Мартин Р. Дж., В. Дж., Н. (1997). «Повторное истощение и химическая регенерация активированного угля». Water Research . 21 (8): 961–965. doi :10.1016/S0043-1354(87)80014-3.
  93. ^ Aizpuru A, Malhautier L, Roux JC, Fanlo JL (2003). «Биофильтрация смеси летучих органических соединений на гранулированном активированном угле». Биотехнология и биоинженерия . 83 (4): 479–488. doi :10.1002/bit.10691. PMID  12800142. S2CID  9980413.
  94. ^ Narbaitz RM, Karimi-Jashni A (2009). "Электрохимическая регенерация гранулированных активированных углей, загруженных фенолом и природным органическим веществом". Environmental Technology . 30 (1): 27–36. Bibcode : 2009EnvTe..30...27N. doi : 10.1080/09593330802422803 . PMID  19213463.
  95. ^ Lim JL, Okada M (2005). «Регенерация гранулированного активированного угля с использованием ультразвука». Ultrasonic-Sono-Chemistry . 12 (4): 277–285. Bibcode :2005UltS...12..277L. doi :10.1016/j.ultsonch.2004.02.003. PMID  15501710.
  96. ^ Шенде Р.В., Махаджани В.В. (2002). «Мокрая окислительная регенерация активированного угля, загруженного реактивным красителем». Waste Management . 22 (1): 73–83. Bibcode : 2002WaMan..22...73S. doi : 10.1016/S0956-053X(01)00022-8. PMID  11942707.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Активированный уголь.