Than hoạt tính là gì? Những ứng dụng quan trọng của chúng hiện nay

Chu Văn An

Than hoạt tính là một thuật ngữ không còn xa lạ và mức độ phổ biến của nó cũng ngày càng tăng. Đây là thành phần quan trọng trong các thiết bị làm sạch như máy lọc nước, máy hút mùi,… hay thậm chí trong các sản phẩm chăm sóc sức khỏe, chăm sóc cá nhân… Vậy than hoạt tính là gì? Chúng hoạt động như thế nào? Chúng được ứng dụng như thế nào trong các lĩnh vực khác nhau? Hãy cùng theo dõi nội dung bài viết dưới đây của Trường Chu Văn An để có được câu trả lời nhé!

1. Than hoạt tính là gì?

• Than hoạt tính có tên khoa học là Than hoạt tính, là một dạng carbon đã được xử lý bằng oxy ở nhiệt độ cao trong môi trường kỵ khí trước khi được kích hoạt bằng các công nghệ riêng biệt để tạo ra loại carbon mong muốn có cấu trúc cụ thể. Cấu trúc mới xốp hơn.

Cấu trúc của than hoạt tính

• Với cấu trúc này, than hoạt tính có diện tích tiếp xúc rất lớn khiến nó có khả năng hút và hấp phụ các chất khác giống như nam châm.

• Sử dụng phương pháp hấp phụ đẳng nhiệt của khí carbon dioxide trong phòng thí nghiệm, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng cứ 2 mg than hoạt tính sẽ có diện tích bề mặt tiếp xúc bên trong phân tử tương đương với diện tích một thước Anh. Hành động bóng đá tiêu chuẩn.

2. Than hoạt tính hoạt động theo cơ chế nào?

Khi than được kích hoạt bằng khí ở nhiệt độ cao, các lỗ chân lông cực nhỏ sẽ phát triển, từ đó làm tăng diện tích bề mặt. Cấu trúc xốp của than có điện tích âm nên sẽ hút các phân tử tích điện dương như chất độc, khí. Khi chất khí hoặc chất lỏng đi qua than hoạt tính, chúng liên kết với nhau thông qua quá trình hấp thụ. Diện tích bề mặt của than hoạt tính càng lớn thì lực hút của nó càng mạnh.

Trong cơ thể con người, các hợp chất bao gồm than hoạt tính và các chất hấp thụ sẽ được đào thải qua đường tiêu hóa, từ đó giúp giảm nguy cơ ngộ độc. Vì vậy, việc sử dụng than hoạt tính sớm trong các trường hợp ngộ độc là rất quan trọng. Hiệu quả sẽ cao hơn khi chất còn đặc. Than hoạt tính cũng rất hiệu quả trong việc hấp thụ khí và giảm đầy hơi.

3. Các loại than hoạt tính phổ biến hiện nay

3.1 Than hoạt tính dạng hạt

Kích thước hạt lớn, thường được sử dụng trong quá trình xử lý nước vì khả năng cố định cao và khả năng lọc thấp.

Than hoạt tính dạng hạt

3.2. Than hoạt tính dạng bột

Tồn tại ở dạng bột mịn, dùng để xử lý hóa chất tổng hợp và rò rỉ hóa chất.

Than hoạt tính dạng bột

3.3. Than hoạt tính dạng viên

Dạng hình trụ hoặc hình khối, dùng trong bể lọc nước sinh hoạt.

Than hoạt tính dạng viên

3.4. Than hoạt tính dạng tấm

Được làm từ khung và bọt biển tẩm bột than, dùng để khử mùi.

Than hoạt tính dạng tấm

3.5. Than hoạt tính dạng ống

Than hoạt tính dạng ống

4. Thông số cơ bản của than hoạt tính

4.1. Kích thước lỗ rỗng, thể tích và diện tích bề mặt riêng

• Theo tiêu chuẩn IUPAC, kích thước lỗ chân lông được chia làm 3 loại: lỗ micro có kích thước nhỏ hơn 2nm, lỗ trung bình có kích thước từ 2-50nm và lỗ chân lông macro có kích thước từ 50nm trở lên.
• Diện tích bề mặt riêng biểu thị khả năng hấp phụ của than hoạt tính và được đo bằng m2/g.

4.2. Chỉ số iốt

Chỉ số iốt được tính bằng khối lượng iốt có thể bị hấp phụ bởi một đơn vị khối lượng than (mg/g) và thường dao động trong khoảng 500 – 1200 mg/g.

4.3. độ cứng

• Độ cứng là khả năng của than hoạt tính chống lại sự mài mòn trước các tác động vật lý như dòng chất lỏng hoặc khí, áp suất, v.v.
• Phụ thuộc vào nguyên liệu đầu vào và quá trình kích hoạt.

3.4. Phân bố kích thước hạt

Kích thước càng lớn thì khả năng tiếp cận càng dễ dàng và quá trình hấp phụ càng chậm.

5. Cách làm than hoạt tính

5.1. Sản xuất than hoạt tính từ gáo dừa

Gáo dừa được dùng để sản xuất than hoạt tính

• Nguyên liệu sản xuất than hoạt tính là gáo dừa, được đốt ở nhiệt độ 800 – 900oC với chất hoạt hóa là hơi nước bên trong lò quay có lưỡi dao.

• Vạt này sẽ múc lên và đổ than xuống liên tục, làm tăng khả năng tiếp xúc với hơi nước cũng như kéo dài đường đi của than trong lò.

Quy trình sản xuất than hoạt tính

5.2. Phương pháp máng than

• Sản xuất than hoạt tính bằng than máng sử dụng khí tự nhiên (hoặc khí tự nhiên có pha thêm dầu) làm nguyên liệu, đốt ở nhiệt độ 1100oC.
• Nhà kính được làm từ hợp kim có chiều dài 30 – 38m, rộng 2,5 – 3,6m và cao 2,5m.
• Trong mỗi nhà kính sẽ có khoảng 2000 – 4000 ngọn lửa từ các máng di chuyển qua lại. Vòi phun có thể cung cấp 0,5 – 0,8m3/h cho 3 – 5 ống.
• Than lắng sẽ được tách ra bằng cách cạo và thu gom trước khi đưa đi làm sạch, nghiền… nhờ các trục vít.
• Hiệu suất sản xuất than hoạt tính chỉ đạt tối đa 5%, đường kính hạt carbon chỉ dao động trong khoảng 9 – 30nm. Vì vậy, ngày nay người ta ít sử dụng phương pháp này.

Khí tự nhiên được sử dụng cho phương pháp than máng

5.3. Phương pháp nhiệt phân

• Giống như phương pháp than máng, nguyên liệu sử dụng cũng là khí tự nhiên (nhiệt độ 1300oC) đốt trong lò hình trụ có đường kính 4m, cao 10m xây bằng gạch chịu lửa. Khí tự nhiên sẽ được đưa vào lò số 1 và chuyển hóa thành cacbon và hydro. Sau khi tách cacbon, hydro lại được sử dụng làm nhiên liệu trong lò 2).
• Hiệu suất sản xuất than hoạt tính bằng phương pháp này là 40-50%, hạt carbon thu được có đường kính 120-500 nm. Loại than được sản xuất là MT và FT.

5.4. Phương pháp sản xuất than củi

5.4.1. Phương pháp sản xuất than lò gas

Công nghệ mới nhất của lò khí hóa than

• Khí tự nhiên được đốt ở nhiệt độ 1200oC trong thiết bị hình chữ nhật hoặc hình trụ nằm ngang bao gồm đầu đốt, lò nung, máy làm lạnh và hệ thống thu hồi than.
• Phương pháp này bị ảnh hưởng bởi tỷ lệ không khí và khí tự nhiên trong khoảng 4-6 và yêu cầu của các loại than khác nhau. Nếu nhiệt độ giảm thì lượng khí cũng giảm, hiệu suất tăng, kích thước hạt tăng và ngược lại.
• Than hoạt tính tạo ra bao gồm SRF, HMF, FF với hiệu suất của phương pháp này là 30-40% và đường kính hạt 50-87 nm.

5.4.2. Phương pháp sản xuất than lò lỏng

• Nguyên liệu thô được sử dụng là hydrocarbon lỏng được đốt ở nhiệt độ 1200-1600oC trong thiết bị có cấu trúc tương tự lò gas.
• Lò được làm bằng kim loại chịu nhiệt và chịu va đập.
• Hiệu suất làm việc là 45-80%, đường kính hạt dao động từ 14-90 nm.
• Các loại than hoạt tính có thể tạo ra bao gồm: GDF, FEF, HAF, HAF-HS, HAF-LS.

6. Than hoạt tính có những ứng dụng quan trọng nào?

Ứng dụng phổ biến của than hoạt tính

6.1. Ứng dụng than hoạt tính trong công nghiệp

Phần lớn (khoảng 90-95%) sản lượng than hoạt tính được sử dụng làm chất độn trong ngành sản xuất cao su, trong đó 80% được sử dụng để sản xuất săm lốp, 10-15% được sử dụng để sản xuất các sản phẩm khác. vật liệu cơ khí. Chỉ 5% còn lại được sử dụng cho các ngành công nghiệp khác.

6.2. Ứng dụng than hoạt tính trong y học

• Người ta sử dụng than hoạt tính để điều trị độc tố hoặc dùng thuốc quá liều. Tuy nhiên, trong những trường hợp như ngộ độc chất kiềm mạnh, axit, lithium, asen, sắt, ethanol hoặc ethylene glycol, chúng trở nên vô dụng.
• Than hoạt tính dạng viên được sử dụng điều trị các bệnh về đường tiêu hóa như đầy hơi, tiêu chảy,…

Than hoạt tính được sử dụng ở dạng viên

• Than hoạt tính cũng được sử dụng để giảm ngứa liên quan đến liệu pháp lọc máu.

6.3. Ứng dụng trong nông nghiệp

• Nông dân thường sử dụng than hoạt tính để cải tạo đất.
• Than hoạt tính được sử dụng để xử lý nước thải và nguồn nước thải trong ao hồ.

6.4. Hóa phân tích

Hỗn hợp diatomite và than hoạt tính trộn theo tỷ lệ 50:50 được sử dụng làm pha tĩnh trong sắc ký khí áp suất thấp cho carbohydrate có nồng độ cồn 5-50%.

6.5. Các ứng dụng khác của than hoạt tính

• Than hoạt tính được sử dụng để đo nồng độ Radon trong không khí.
• Dùng để lọc nước uống, nước ngầm, làm sạch dầu tràn.
• Làm trắng răng hiệu quả.
• Than hoạt tính được sử dụng để khử mùi và thanh lọc không khí.
• Giữ các tạp chất hữu cơ trong sơn, xăng và bộ lọc khô không bị đổi màu.

Sử dụng than hoạt tính để làm trắng răng

Túi lọc khí làm từ than hoạt tính

Trên đây là tổng hợp những thông tin về than hoạt tính mà Trường Chu Văn An muốn chia sẻ đến các bạn. Hy vọng qua bài viết này các bạn sẽ có thêm những kiến ​​thức hữu ích về cách tạo ra than hoạt tính cũng như những ứng dụng của nó.

Hiện nay Công ty Trường Chu Văn An có sẵn Than hoạt tính dạng bột Việt Nam với chất lượng đảm bảo và giá cả hợp lý. Nếu bạn quan tâm đến sản phẩm hoặc có thắc mắc xin vui lòng liên hệ trực tiếp vớiHotline 0826 010 010 để các chuyên gia của chúng tôi có thể hỗ trợ bạn tốt hơn.

Xem thêm:

• Mua than hoạt tính ở đâu đảm bảo chất lượng, giá cả hợp lý?
• Than hoạt tính dạng bột với những ứng dụng trong đời sống