Actieve kool is een materiaal met een zeer poreuze structuur en een groot specifiek oppervlak, dat een uitstekend adsorptievermogen en chemische reactiviteit heeft. Voordat we begrijpen hoe actieve kool werkt, is het eerst noodzakelijk om de concepten van adsorptie en oppervlakte-eigenschappen te begrijpen.
Adsorptie is het proces waarbij een gas, vloeistof of opgeloste stof vanuit een medium (bijvoorbeeld water, lucht) wordt geadsorbeerd op een vast oppervlak. De poreuze structuur van actieve kool geeft het een groter oppervlak, waardoor er een enorm contactoppervlak ontstaat voor het adsorberen van stoffen.
Het werkingsprincipe van actieve kool kan in de volgende aspecten worden samengevat:
1. Fysische adsorptie: Actieve kool adsorbeert moleculen op het oppervlak door middel van fysieke adsorptie. Dit komt door het extreem hoge specifieke oppervlak en het grote aantal microporiën en mesoporeuze structuren van actieve kool. Wanneer gasmoleculen of opgeloste stoffen het oppervlak van actieve kool raken, zullen ze worden geadsorbeerd in de poriën van actieve kool vanwege de aantrekkingskracht en kracht die op het oppervlak van het adsorbens aanwezig is.
2. Chemische adsorptie: Naast fysieke adsorptie kan actieve kool ook moleculen vangen door chemische adsorptie. Dit komt door het feit dat sommige chemische functionele groepen (zoals hydroxyl, carboxyl, enz.) op het oppervlak van actieve kool chemisch kunnen reageren met specifieke soorten moleculen. Deze chemische adsorptie kan het adsorptievermogen van actieve kool voor bepaalde organische stoffen vergroten.
3. Oppervlaktekenmerken: Het oppervlak van actieve kool heeft bepaalde ladingskenmerken. Deze oppervlakteladingen kunnen elektrostatisch interageren met ionen of geladen moleculen in oplossing. Afhankelijk van de chemische eigenschappen en fysieke structuur van het actieve kooloppervlak kunnen stoffen met specifieke elektrische eigenschappen selectief worden geadsorbeerd of uitgesloten.
Verschillende soorten actieve kool kunnen worden afgestemd op verschillende soorten verontreinigende stoffen. Sommige actieve koolsoorten zijn bijvoorbeeld beter in het adsorberen van vluchtige organische stoffen (VOS) of geurstoffen, terwijl andere een hoger selectief adsorptievermogen hebben voor stoffen zoals zware metaalionen of residuen van bestrijdingsmiddelen.
De prestaties van actieve kool hangen nauw samen met de fysische en chemische eigenschappen en toepassingsomstandigheden. Factoren die de adsorptieprestaties van actieve kool beïnvloeden, zijn onder meer de verdeling van de poriegrootte, het specifieke oppervlak, het porievolume, enz. Bovendien worden de adsorptiecapaciteit en efficiëntie van actieve kool ook beïnvloed door factoren zoals temperatuur, vochtigheid, concentratie opgeloste stoffen en contacttijd. .
Al met al kan actieve kool gassen, vloeistoffen of opgeloste stoffen op het oppervlak adsorberen via de mechanismen van fysieke adsorptie en chemische adsorptie via de poreuze structuur en het enorme specifieke oppervlak. Het proces is afhankelijk van de interactiekrachten tussen stoffen en de eigenschappen van actieve kooloppervlakken. Het werkingsprincipe van actieve kool is dat zijn unieke structuur en eigenschappen het tot een effectief adsorbens maken dat veel wordt gebruikt in waterbehandeling, luchtzuivering en andere milieutoepassingen.
