Химическая энциклопедия

Активный Уголь

Активный Уголь
АКТИВНЫЙ УГОЛЬ

(активированный уголь), материал с развитой пористой структурой. На 87-97% (по массе) состоит из С, содержит также Н, О и в-ва, введенные в А. у. при его получении. Зольность А. у. может составлять 1 -15% (иногда его обеззоливают до 0,1-0,2%).

Поры в А. у. классифицируют по их линейным размерам х(полуширина - для щелевидной модели пор, радиус-для цилиндрич. или сферической): х 0,6-0,7 нм-микропоры; 0,6-0,7 < х <1,5-1,6 нм - супермикропоры; 1,5-1,6 < х <100-200 нм-мезопоры; х>100-200 нм-макропоры.

Для адсорбции в микропорах (уд. объем 0,2-0,6 см 3/г), соизмеримых по размерам с адсорбируемыми молекулами, характерен гл. обр. механизм объемного заполнения. Аналогично происходит адсорбция также в супермикропорах (уд. объем 0,15-0,2 см 3/г)-промежут. области между микропорами и мезопорами. В этой области св-ва микропор постепенно вырождаются, св-ва мезопор проявляются.

Механизм адсорбции в мезопорах заключается в последоват. образовании адсорбц. слоев (поли молекулярная адсорбцияХ к-рое завершается заполнением пор по механизму капиллярной конденсации. У обычных А. у. уд. объем мезопор составляет 0,02-0,10 см 3/г, уд. пов-сть-от 20 до 70 м 2/г; однако у нек-рых А. у. (напр., осветляющих) эти показатели могут достигать соотв. 0,7 см 3/г и 200-450 м 2/г.

Макропоры (уд. объем и пов-сть соотв. 0,2-0,8 см 3/г и 0,5-2,0 i/r> )служат транспортными каналами, подводящими молекулы поглощаемых в-в к адсорбц. пространству зерен (гранул) А. у. Для придания А. у. каталитич. св-в в макро- и мезопоры вносят, как правило, спец. добавки.

В А. у. часто существуют все разновидности пор, и дифференциальная кривая распределения их объема по размерам имеет 2-3 максимума. В зависимости от степени развития супермикропор различают А. у. с узким распределением (эти поры практически отсутствуют) и широким (существенно развиты).

А. у. хорошо адсорбируют пары в-: в со сравнительно высокими т-рами кипения (напр., бензол), хуже-летучие соед. (напр., NH3). При относит. давлениях пара р р нас менее 0,10-0,25 (р р -равновесное давление адсорбируемого в-ва, р нас -давление насыщ. пара). А. у. незначительно поглощает водяные пары. Однако при (р р нас) > 0,3-0,4 наблюдается заметная адсорбция, а в случае (р р нас)1 практически все микропоры заполнены водяными парами. Поэтому их наличие может осложнить поглощение целевого в-ва.

Осн. сырье для произ-ва А. у.-кам.-уг. полукокс, углеродсодержащие растит. материалы (напр., древесный уголь, торф, древесные опилки, скорлупа орехов, косточки плодов фруктовых деревьев). Продукты карбонизации этого сырья подвергают активации (в большинстве случаев парогазовой - в присут. паров Н 2 О и СО 2, реже-химической, т. е. в присут. солей металлов, напр. ZnCl2, K2S) при 850-950 Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия 1988