Aktivkohle unterscheidet sich von anderen Formen von Kohlenstoff, weil sie einen speziellen Prozess durchläuft. Durch dieses Verfahren ist sie sehr gut in der Lage, andere Stoffe aufzufangen und festzuhalten. Dies geschieht durch die Bildung vieler winziger Löcher und einer sehr großen inneren Oberfläche.
4 Schlüsselprozesse zur Aktivierung von Kohlenstoff
1. Karbonisierungsprozess
Trocknungsphase
Zunächst wird das Material auf über 100 °C erhitzt. Dadurch wird jegliches Wasser aus dem Material entfernt. Dieser Schritt bereitet das Material auf die nächste Stufe vor.
Thermische Zersetzung
Anschließend wird das Material auf 260-300 °C erhitzt. Dadurch werden die organischen Bestandteile, wie Zellulose und Lignin, zersetzt. Dabei werden Gase wie CO, CO2 und CH4 freigesetzt. Zurück bleibt ein kohlenstoffreiches Material.
2. Aktivierungsverfahren
Thermische Aktivierung
Das kohlenstoffreiche Material wird dann auf sehr hohe Temperaturen erhitzt. Manchmal wird auch Wasserdampf oder Kohlendioxid hinzugefügt. Dadurch wird das Material noch poröser, d. h. es weist mehr Löcher auf.
Chemische Aktivierung
Eine weitere Möglichkeit, das Material porös zu machen, ist die Verwendung von Chemikalien wie Phosphorsäure oder Zinkchlorid. Diese Chemikalien tragen dazu bei, dass mehr Löcher in der Kohle entstehen.
3. Eigenschaften von Aktivkohle
Große Oberfläche
Durch den Aktivierungsprozess erhält das Material eine große innere Oberfläche. Manchmal kann sie über 1.000 Quadratmeter pro Gramm betragen! Dadurch kann es viele Moleküle einfangen.
Poröse Struktur
Das Material hat Poren unterschiedlicher Größe. Das bedeutet, dass es eine breite Palette von Substanzen auffangen kann, von großen Molekülen bis zu kleinen Ionen.
4. Anwendungen von Aktivkohle
Wasseraufbereitung
Aktivkohle wird verwendet, um Wasser zu reinigen, indem sie schädliche Stoffe aus dem Wasser entfernt. Dadurch wird das Wasser sicherer und schmeckt besser.
Luftreinigung
Sie wird auch in Luftreinigern verwendet, um schädliche Gase abzufangen und die Luft sauberer zu machen.
Industrielle Anwendungen
In Fabriken wird Aktivkohle in vielen Prozessen eingesetzt. Sie hilft zum Beispiel dabei, Koffein aus Kaffee zu entfernen, Gold zu reinigen und Lösungsmittel zurückzugewinnen.
Vergleich mit anderen Formen von Kohlenstoff
Holzkohle vs. Aktivkohle
Sowohl Holzkohle als auch Aktivkohle entstehen durch Verkohlung. Aktivkohle durchläuft jedoch einen zusätzlichen Schritt, durch den sie Substanzen viel besser auffangen kann.
Biokohle
Biokohle wird ebenfalls aus Biomasse hergestellt. Sie wird jedoch normalerweise zur Bodenverbesserung und nicht zum Auffangen von Stoffen verwendet.
Es ist sehr wichtig zu verstehen, wie Aktivkohle hergestellt wird und was sie leisten kann. Es hilft uns, sie in vielen verschiedenen Bereichen gut einzusetzen, vor allem dort, wo das Auffangen von Stoffen wichtig ist.
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