Активоване вугілля

Активоване вугілля

Активо́ване вугі́лля (лат. Carboneum activatum, англ. activated coal, нім. Aktivkohle) — пориста вуглецева речовина з високими адсорбційними властивостями та гідрофобністю. Містить величезну кількість пор і тому має дуже велику поверхню (1 г вугілля має поверхню 500—3000 м²[1][2][3], унаслідок чого має високу адсорбцію.

Активоване вугілля отримують карбонізацією з органічних матеріалів: деревного вугілля, кам'яновугільного коксу, горіхової шкаралупи тощо.

Застосовується як адсорбент у засобах протигазового захисту, медицині, хімії, харчовій промисловості тощо, а також як носій каталізаторів у технологічних процесах, сорбент для концентрування мікродомішок в аналітичній хімії. В кулінарії активоване вугілля використовують як сурогат натурального барвника — чорнил каракатиці.

Хімічні властивості і модифікації

Звичайне активоване вугілля є активною сполукою, здатною до окиснення киснем повітря або кисневою плазмою[4][5][6][7][8][9][10][11], водяною парою[12][13][14], а також вуглекислим газом[8] чи озоном[15][16][17].

Окислення в рідкій фазі здійснюють низкою реагентів (HNO3, H2O2, KMnO4)[18][19][20]. За рахунок утворення багатьох основних і кислотних груп на поверхні окисленого вугілля його сорбційні та інші властивості можуть істотно відрізнятися від неокисленого[21].

Модифіковане азотом вугілля отримують або виходячи з азотовмісних природних речовин або полімерів[22][23], або обробкою вугілля азотовмісними реагентами[24][25][26]. Також вугілля здатне взаємодіяти з хлором[27][28], бромом[29] та фтором[30].

Важливе значення має сірковмісне вугілля, яке синтезують різними шляхами[31][32]. Останнім часом хімічні властивості вугілля пояснюються наявністю на його поверхні активного подвійного зв'язку[17][33][34].

Активоване вугілля БАУ-А являє собою зерна чорного кольору без механічних домішок. Вугілля БАУ-А має сильно розвинену загальну пористість, широкий діапазон розмірів пор і значну величину питомої поглинаючої поверхні (700-800 м2 в 1 г вугілля). Такі характеристики дають можливість використовувати вугілля БАУ-А для очищення рідких середовищ від широкого спектру домішок (від дрібних, сумірних з молекулами йоду до молекул жирів, мастил, нафтопродуктів, хлорорганічних сполук та ін.)[35]

У фармакології

Активоване вугілля (лікарський засіб)[en]

Вугілля активоване (лат. Carbo activatus) адсорбує на своїй поверхні алкалоїди, барвники, глікозиди, феноли, токсини і солі важких металів. У лужному середовищі адсорбна здатність вугілля підсилюється[36]. Форма випуску: порошок, таблетки.

Див. також

Примітки

  1. ↑ Chada N, Romanos J, Hilton R, Suppes G, Burress J, Pfeifer P (2012-03-01). "Activated carbon monoliths for methane storage". Bulletin of the American Physical Society. 57 (1): W33.012. Bibcode:2012APS..MARW33012C
  2. ↑ Soo Y, Chada N, Beckner M, Romanos J, Burress J, Pfeifer P (2013-03-20). "Adsorbed Methane Film Properties in Nanoporous Carbon Monoliths". Bulletin of the American Physical Society. 58 (1). M38.001. Bibcode:2013APS..MARM38001S.
  3. ↑ Dillon EC, Wilton JH, Barlow JC, Watson WA (1989-05-01). "Large surface area activated charcoal and the inhibition of aspirin absorption". Annals of Emergency Medicine. 18 (5): 547–552. doi:10.1016/S0196-0644(89)80841
  4. ↑ Gomez-Serrano V., Piriz-Almeida F., Duran-Valle C.J., Pastor-Villegas J. Formation of oxygen structures by air activation. A studu by FT-IR spectroscopy // Carbon. — 1999. -V.37. — P.1517-1528
  5. ↑ Machnikowski J., Kaczmarska H., Gerus-Piasecka I., Diez M.A., Alvarez R., Garcia R. Structural modification of coal-tar pitch fractions during mild oxidation — relevance to carbonization behavior // Carbon. — 2002. -V.40. -P.1937-1947
  6. ↑ Petrov N., Budinova T., Razvigorova M., Ekinci E., Yardim F., Minkova V. Preparation and characterization of carbon adsorbents from furfural // Carbon — 2000. — V.38, № 15. — P.2069-2075
  7. ↑ Garcia A.B., Martinez-Alonso A., Leon C. A., Tascon J.M.D. Modification of the surface properties of an activated carbon by oxygen plasma treatment // Fuel. — 1998. -V.77, № 1 — P.613-624
  8. ↑ а б Saha B., Tai M.H., Streat M. Study of activated carbon after oxidation and subsequent treatment characterization // Process safety and environmental protection — 2001. — V.79, №B4. — P.211-217
  9. ↑ Polovina M., Babic B., Kaluderovic B., Dekanski A. Surface characterization of oxidized activated carbon cloth // Carbon −1997. — V.35, № 8. — P.1047-1052
  10. ↑ Fanning P.E., Vannice M.A. A DRIFTS study of the formation of surface groups on carbon by oxidation // Carbon — 1993. — V.31, № 5. — P.721-730
  11. ↑ Youssef A.M., Abdelbary E.M., Samra S.E., Dowidar A.M. Surface-properties of carbons obtained from polyvinyl-chloride // Ind. J. of Chem. section a-inorganic bio-inorganic physical theoretical & analytical chemistry — 1991. — V.30, № 10. — P.839-843
  12. ↑ Arriagada R., Garcia R., Molina-Sabio M., Rodriguez-Reinoso F. Effect of steam activation on the porosity and chemical nature of activated carbons from Eucalyptus globulus and peach stones // Microporous Mat. — 1997. — V.8, № 3-4. — P.123-130
  13. ↑ Molina-Sabio M., Gonzalez M.T., Rodriguez-Reinoso F., Sepulveda-Escribano A. Effect of steam and carbon dioxide activation in the micropore size distribution of activated carbon // Carbon — 1996. — V.34, № 4. — P.505-509
  14. ↑ Bradley RH, Sutherland I, Sheng E Carbon surface: Area, porosity, chemistry, and energy // J. of colloid and interface science — 1996. — V. 179, № 2. — P. 561—569
  15. ↑ Sutherland I., Sheng E., Braley R.H., Freakley P.K. Effects of ozone oxidation on carbon black surfaces // J. Mater. Sci. — 1996. — V.31. — P.5651-5655
  16. ↑ Rivera-Utrilla J; Sanchez-Polo M. The role of dispersive and electrostatic interactions in the aqueous phase adsorption of naphthalenesulphonic acids on ozone-treated activated carbons // Carbon — 2002. — V.40, № 14. — P.2685-2691
  17. ↑ а б Valdes H., Sanchez-Polo M., Rivera-Utrilla J., and Zaror C.A. Effect of Ozone Treatment on Surface Properties of Activated Carbon // Langmuir — 2002. — V.18. — P.2111-2116
  18. ↑ Pradhan B.K., Sandle N.K. Effect of different oxidizing agent treatments on the surface properties of activated carbons // Carbon. — 1999. — V.37, № 8. — P.1323-1332
  19. ↑ Acedo-Ramos M., Gomez-Serrano V., Valenzuella-Calahorro C., and Lopez-Peinado A.J. Oxydation of activated carbon in liquid phase. Study by FT-IR // Spectroscopy letters. — 1993. -V26(6). — P.1117-1137
  20. ↑ Gomez-Serrano V., Acedo-Ramos M., Lopez-Peinado A.J., Valenzuela-Calahorro C. Stability towards heating and outgassing of activated carbon oxidized in the liquid-phase // Thermochimica Acta. — 1991. — V.176. — P.129-140
  21. ↑ Тарковская, И. А. Окисленный уголь Текст.: учеб. пособие для вузов / И. А. Тарковская; Киев: Наукова думка. 1981. — 200 с.
  22. ↑ Stőhr B., Boehm H.P., Schlőgl R. Enhancement of the catalytic activiti of activated carbons in oxidation reactions by termal treatment with ammonia or hydrogen cyanide and observation of a superoxide species as a posible intermediate // Carbon. — 1991. — Vol. 26, № 6. — P. 707—720
  23. ↑ Biniak S., Szymański G., Siedlewski J., Światkowski A. The characterizaíion of activated carbons with oxygen and nitrogen surface groups // Carbón. — 1997. — Vol.35, № 12. — P. 1799—1810
  24. ↑ Boudou J.P., Chehimi M., Broniek E., Siemieniewska T., Bimer J. Adsorption of H2S or SO2 on an activated carbon cloth modified by ammonia treatment // Carbon. — 2003. — Vol. 41, № 10. — P. 1999—2007
  25. ↑ Sano H., Ogawa H. Preparation and application nitrogen containing active carbons // Osaka Kogyo Gijutsu Shirenjo. — 1975. — Vol.26, № 5. — P.2084-2086
  26. ↑ Архівована копія. Архів оригіналу за 31 травня 2011. Процитовано 30 липня 2012.{{cite web}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title (посилання)
  27. ↑ Архівована копія. Архів оригіналу за 24 вересня 2015. Процитовано 30 липня 2012.{{cite web}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title (посилання)
  28. ↑ Архівована копія. Архів оригіналу за 24 вересня 2015. Процитовано 30 липня 2012.{{cite web}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title (посилання)
  29. ↑ Архівована копія. Архів оригіналу за 24 вересня 2015. Процитовано 30 липня 2012.{{cite web}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title (посилання)
  30. ↑ Архівована копія. Архів оригіналу за 24 вересня 2015. Процитовано 30 липня 2012.{{cite web}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title (посилання)
  31. ↑ Архівована копія. Архів оригіналу за 24 вересня 2015. Процитовано 30 липня 2012.{{cite web}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title (посилання)
  32. ↑ Архівована копія. Архів оригіналу за 24 вересня 2015. Процитовано 30 липня 2012.{{cite web}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title (посилання)
  33. ↑ Архівована копія. Архів оригіналу за 24 вересня 2015. Процитовано 30 липня 2012.{{cite web}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title (посилання)
  34. ↑ Архівована копія. Архів оригіналу за 22 січня 2013. Процитовано 30 липня 2012.{{cite web}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title (посилання)
  35. ↑ Активоване вугілля БАУ-А
  36. ↑ Канюка О. І., Скорохід В. Й., Гуфрій Д. Ф. Клінічна ветеринарна фармакологія. — К: В-во УСГА, 1993. — 293 с. ISBN 5-7987-0067-4

Посилання