Kicsi, erős, fekete ...

A cookie-kat a DAZ.online folyamatos fejlesztéséhez és az Ön igényeinek megfelelőbb adaptálásához használjuk. A DAZ.online-t reklámozással finanszírozzák, és ehhez sütiket is beállítanak. Ezért a webhely használata csak a sütik használatának hozzájárulásával lehetséges. A sütik használatával kapcsolatos részletek az adatvédelmi irányelveinkben találhatók.

aktív szén

A sütiket az Ön élményének javítása és személyre szabott tartalom szállítása érdekében használjuk. Olyan hirdetések finanszíroznak minket, amelyekhez sütikre is szükség van. Ezért a DAZ.online használatához el kell fogadnia a sütik használatát.

"Kár! De a DAZ.online nem nélkülözheti teljesen a sütiket, többek között azért, mert a reklámbevételekből finanszírozzuk magunkat. Ezért a hozzájárulás nélkül jelenleg nem használhatja a DAZ.online-t.

Sajnáljuk, de nem férhet hozzá a DAZ.online-hoz anélkül, hogy beleegyezne a sütik használatába.

  • DAZ.online
  • DAZ/AZ
  • DAZ 39/2019
  • Kicsi, erős, fekete

toxikológia

Aktív aktív szén - nemcsak mérgezés ellen

Világszerte körülbelül kétmillió tonna aktív szénre van szükség évente. Növekvő trend. Az aktív szén importja Németországba is évek óta növekszik. 2008-ban körülbelül 45 000 tonna aktív szén került Németországba, 2017-ben már több mint 70 000 tonna [1].

Termelés: hagyományos és regeneráló

Az aktív szén kinyerésének alapanyaga főként növényi alapú anyag, például fa, tőzeg, fakéreg, gyümölcsmag vagy dióhéj. Ebben az esetben a bioharról is beszélünk. Az állati szén olyan termékekre vonatkozik, amelyeket állati vér vagy állati csontok aktiválásával állítanak elő.

Az aktív szén előállításához ásványi anyagokat, például szenet vagy lignitet, vagy petrolkémiai termékeket, például műanyagokat is használnak. Ezeket az anyagokat először kémiai vagy termikus eljárásokkal szénsavasítják. Ezt általában dehidratáló szerekkel, például cink-kloriddal, nátrium-hidroxid-oldattal vagy foszforsavval 500–900 ° C hőmérsékleten, vagy a széntartalmú kiindulási anyag oxigénmentes atmoszférában körülbelül 800 ° C-ra történő melegítésével végezzük [2]. Kezdetben csak nagyon kicsi pórusok jönnek létre. Az illékony komponensek eltávolításával létrehozzák az aktív pórusrendszert. A folyamat során a kátrányos bomlástermékeket, amelyek eltömítik a finom pórusokat, kiutasítják, és a szénszerkezet tovább kiteszik. A 900–1000 ° C-os forró vízgőz hatására a belső felületeken oxidatív aktiváció megy végbe, amely szén-monoxiddá alakítva eltávolítja a szenet a pórusfalakból, ezáltal további pórusok jönnek létre, és a felület sokszorosára megnövekszik. A pórusméret testreszabható a folyamat paramétereinek (hőmérséklet, idő és mások) változtatásával.

Mivel az aktív szén hagyományos előállítása rendkívül energiaigényes és erőforrás-igényes folyamat [3], egy ideje próbálkoznak alternatív források keresésével a kitermeléshez. Az Európai Unió által finanszírozott RE-DIRECT [4] kutatási projekt, amelyben Németország mellett Belgium, Franciaország, Írország és Wales is részt vesz, folyamatok fejlesztéséről szól, hogy maradék regionális biomasszából nyújtson aktív szenet. A világ első kísérleti üzeme 2019 óta tesztüzemben működik a sinzheimi szennyvíztisztító telepén [5]. Körülbelül 1000 tonna zöldhulladék-ártalmatlanításból származó maradékból 200-300 tonna aktív szén keletkezik a szénsavas üzemben, amelyet aztán az áramkörben vízkezelésre kell felhasználni. Becslések szerint mintegy 34 millió tonna fel nem használt biomassza, amely csak Észak-Nyugat-Európában keletkezik, óriási lehetőségeket kínál az olyan alternatív nyersanyagok számára, mint a fa vagy a szén, amelyek valójában túl értékesek.

Tulajdonságok és hatásmód

Az aktív szén magas adszorpciós kapacitása erősen porózus szerkezetén alapul (lásd 1. ábra). A pórusok nyitott pórusúak, ami azt jelenti, hogy szivacsként kapcsolódnak egymáshoz. A belső felület grammonként legfeljebb 2000 m 2, ami azt jelenti, hogy két gramm aktív szén nagyjából akkora, mint egy focipálya. A pórusok méretétől és eloszlásától függően ezeket fel lehet osztani:

  • Submikropórusok (50 nm).

Míg a makro- és mezopórusok elsősorban lehetővé teszik a gázok és folyadékok behatolását az aktív szén belsejébe, a legtöbb anyag főleg a mikroporusok felületén adszorbeálódik. Az adszorpció folyamata fizikailag vagy kémiailag történik. Ha egy anyag fizikailag kapcsolódik, akkor a molekuláris felületi erők (van der Waals-erők) miatt kapcsolódnak. Kémiai lerakódások esetén az adszorbeált anyag és az aktív szén kémiai reakcióba lép a felszínen, ami általában erősebb kötéshez vezet. Az aktív szén adszorpciós képességének számszerűsítésére szolgáló analitikai módszer a jódszám meghatározása. Ez a jód milligrammban kifejezett tömege, amelyet egy gramm aktív szén vizes oldatban adszorbeált, ha a szűrletben a jód maradék koncentrációja 0,02 mol/l [7]. Ezt a paramétert használják az aktív szén fogyasztásának mérésére is. Egyéb paraméterek, amelyek gyakran megtalálhatók az aktív szén adatlapokon, olyan fizikai tulajdonságok, mint a sűrűség, a fajlagos felület vagy a szemcseméret.

1. ábra: Remek belső felület jellemzi az aktív szenet, itt a növényi eredetű szén.

Műszaki alkalmazás

Óriási adszorpciós képessége miatt az aktív szén számos módon felhasználható a nem kívánt szín, íz és szagtalan anyagok eltávolítására a gázokból, gőzökből és folyadékokból. Az aktív szenet főleg granulátum formájában, por formájában vagy pelletizált formában használják. Mivel az adszorpció reverzibilis folyamat, a szennyező anyagok ismét eltávolíthatók az aktív szénből. Ez a folyamat deszorpció néven is ismert, és lehetővé teszi az aktív szén újraaktiválását és regenerálását.

A világszerte előállított aktív szén egynegyedét kizárólag víz- és szennyvízkezelésre használják fel. Ez különösen igaz a nagyüzemi ipari ivóvíz- és szennyvízkezelésre, de kis mértékben is z. B. az akváriumi hobbiban. A legtöbb légzőmaszk aktív szénnel van feltöltve. Az ipari rendszerekből, a háztartási légkondicionáló rendszerekből vagy az autókból származó elszívott levegőszűrők ugyanúgy részét képezik az alkalmazásoknak, mint a színezékek vagy egyéb szennyező anyagok adszorpciója az élelmiszeriparban (pl. Sör vagy szeszes italok gyártása során). A vegyipari folyamatmérnöki munkában az aktív szenet elektróda anyagként és katalizátorok hordozójaként használják, különösen a katalitikus hidrogénezéshez. A kellemetlen szagok megkötésére az aktív szenet használják a cipő talpbetétjeiben, valamint az inkontinencia és az osztómiás ellátás során.

Használja mérgezéshez

Az aktív szén hatása mérgezés esetén természetesen a toxinok adszorpciós megkötésén és a gasztrointesztinális felszívódás megelőzésén vagy csökkentésén, és ezáltal esetleg az enterohepatikus keringés megszakadásán is alapul. Mivel a fent leírt mikroporusok felületéhez való kötődés fizikai-kémiai folyamatokon alapul, a mérgező noxae adszorbeálhatósága alapvetően azok fizikai-kémiai tulajdonságaitól függ, például a molekula méretétől, oldhatóságától, ionizációs vagy disszociációs fokától, valamint a gyomor pH-értékétől és töltöttségi szintjétől.

Adagolás és alkalmazás

Az oldott részecskék adszorpciója az aktív szén határfelületén reverzibilis folyamat, amely a tömeghatás törvényét követi. Az aktív szén adagjának növelése ezért csökkenti a méreg szabad részét, míg a szabad méreg felszívódása a gyomor-bél traktusban elmozdítja az egyensúlyt, és további méreg deszorbeálódik az aktív szénből. Emiatt az aktív szén adagolásának több tíz gramm tartományban kell lennie a megfelelő kötési kapacitás biztosítása érdekében (lásd 1. táblázat). Emiatt a szén egyszeri 250 mg-os adaggal történő beadása elegendő lehet az akut hasmenéshez, de mérgezés esetén az aktív szenet por vagy granulátum formájában kell elkeverni bő folyadékban - lehetőleg vízben. Egyéb folyadékok alkalmazhatók gyermekeknél, és ha a beteg nem tud lenyelni, akkor a csövek etetése is lehetséges.