ŠTA JE AKTIVNI UGALJ?
Aktivni ugalj je posebno pripremljena vrsta ugljenika porozne kristalne strukture koja se obično koristi za adsorpciju gasova i toksina ili za hemijske reakcije. Zbog visokog stepena mikroporoznosti, jedan gram aktivnog uglja može da ima površinu veću od oko 3.000 m2.
Aktivni ugalj vezuje materijale van der Valsovom silom ili Londonskom disperzionom silom. Aktivni ugalj se ne vezuje dobro za određene hemikalije, uključujući alkohole, diole, jake kiseline i baze, ugljen-monoksid, bornu kiselinu i elemente kao što su litijum, natrijum, gvožđe, olovo, arsen i fluor.
PRIMENA AKTIVNOG UGLJA
Aktivni ugalj ima širok spektar primene. Najčešće se koristi:
- U filterima za prečišćavanje vazduha,
- Za prečišćavanje zlata,
- Za ekstrakciju metala, prečišćavanje rastvora za galvanizaciju
- U filterima za prečišćavanje vode,
- Pri tretmanu otpadnih voda,
- U filterima za vazduh u respiratorima,
- U medicini,
- U stočarstvu i poljoprivredi
- Za prečišćavanje alkohola
- Pri izbeljivanju zuba, npr. u pastama
- Prilikom skladištenja metana i vodonika,
- Za obnavljanje rastvarača,
- Za dekofeinizaciju,
- U proizvodnji hlorovodonika, itd.
PRIMERI PRIMENE AKTIVNOG UGLJA
Medicinska primena aktivnog uglja
Aktivni ugalj u vidu kapsula unosi se u organizam oralno (pije se). U želudcu se ponaša kao sunđer koji svojim porama upija štetne materije. Zajedno sa upijenim štetnim materijama, aktivni ugalj se u potpunosti izbacuju putem stolice.
Često se primenjuje prilikom pojave dijareje koja predstavlja jedan od prvih simptoma trovanja. Takođe, koristi se u slučaju trovanja lekovima, predoziranja, kao i za smanjenje gasova i ublažavanje mamurluka.
Da bi počeo da deluje potrebno je između jednog i četiri sata, pa ako postoji sumnja da se desilo trovanje treba ga uzeti što pre. Takođe, aktivni ugalj u prahu može da se koristi za izbeljivanje zuba. U vidu krema, aktivni ugalj služi za uklanjanje prašine, prljavštine i toksina iz kože.
Napomena: Nije poželjno da se aktivni ugalj koristi u velikim količinama, pa je važno da se javite lekaru, naročito ukoliko se radi o trovanju. Neke od nuspojava koje se javljaju prilikom unosu velikih količina aktivnog uglja su: crna stolica, zatvor i slabljenje zuba.
Aktivni ugalj nije dobro rešenje za probleme nastale unošenjem korozivnih materija, borne kiseline i naftnih derivata, kao i prilikom trovanja jakim kiselinama ili bazama, cijanidima, teškim metalima (Fe, Li, As…), metanolom, etanolom ili etilen glikolom.
Prečišćavanje vode pomoću aktivnog uglja
Mnogi pametni uređaji za prečišćavanje pijaće vode koriste filter od aktivnog uglja. Na ovaj način na mestima gde je kvalitet pijaće vode lošiji, iz česmuše se uklanjanju boje, toksini i druge štetne materije. Na sličan način, aktivni ugalj se koristi za prečišćavanje vode u akvarijumu.
Takođe, kišnica može da se prečisti primenom aktivnog uglja. Radi se o peščanim filterima sa aktivnim ugljem koji deluju kao sito.
Prečišćavanje vazduha pomoću aktivnog uglja
Filteri sa aktivnim ugljem se koriste za uklanjanje neprijatnih mirisa, prašine, radioaktivnih gasova i toksina iz vazduha. Aktivni ugalj se takođe koristi za merenje koncentracije radona (radioaktivnog gasa) u vazduhu.
Posebnu primenu ovi filteri pronalaze prilikom uzgoja biljaka u zatvorenim prostorijama. Ovi filteri su najčešće izgrađeni od metalnog nosača, u vidu mreže, unutar kojeg se postavlja aktivni ugalj. Nosač se povezuje sa ventilatorom koji će da usmerava vazduh kroz filter. Na ovaj način filteri od aktivnog uglja mogu da budu deo ventilacionog sistema u kojem se vazduh prečišćava ili pre ulaska u prostoriju ili pre izlaska iz prostorije.
Aktivni ugalj se u vojsci koristi za izradu gas-maski i filtera za vazduh kod skloništa. Radi bolje zaštite od bojnih otrova aktivnom uglju dodaju se hemo-adsorpcioni i katalitički dodaci.
Upotreba aktivnog uglja u poljoprivredi
Aktivni ugalj se ubacuje u tlo u malim količinama da bi apsorbovao đubrivo koje će postepeno otpuštati. Dodavanjem u kompost aktivni ugalj utiče na njegovu dužinu trajanja, kao i osobine.
KLASIFIKACIJA AKTIVNOG UGLJA
Aktivni ugalj u prahu: Aktivni ugalj se obično pravi u obliku čestica u vidu praha ili finih granula sa veličinom manjom od jednog milimetra. Nejčešće se koristi u medicinske svrhe.
Aktivni ugalj u granulama (GAC): Ima relativno veću veličinu čestica u poređenju sa aktivnim ugljem u prahu i shodno tome ima manju spoljašnju površinu. Pogodan je za adsorpciju gasova i para, pa se koristi za filtraciju vazduha i tretman vode.
Ekstrudirani aktivni ugalj (EAC): Kombinuje aktivni ugalj u prahu sa vezivom, koji se spajaju i ekstrudiraju u blok aktivnog uglja cilindričnog oblika prečnika od 0,8 do 130 mm. Oni se uglavnom koriste za primene u gasnoj fazi zbog njihovog niskog pada pritiska, visoke mehaničke čvrstoće i niskog sadržaja prašine.
Aktivni ugalj u obliku kuglica (BAC): Pravi se od naftne smole i isporučuje se u prečnikima od približno 0,35 do 0,80 mm. Njegov sferni oblik ga čini poželjnim za primene u fluidizovanom sloju, kao što je filtracija vode.
Impregnirani aktivni ugalj: Radi se o aktivnom uglju koji sadrži neorganske sastojke kao što su jod i srebro. Aktivni ugalj punjen srebrom se koristi kao adsorbent za prečišćavanje vode, zbog svojih antimikrobnih i antiseptičkih osobina. Aktivni ugalj sa dodatkom aluminijuma, mangana, cinka, gvožđa, litijuma ili kalcijuma se koristi u kontroli zagađenja vazduha, prvenstveno u muzejima i galerijama. Takođe, koristi za adsorpciju vodonik sulfida (H2S) i tiola.
Aktivni ugalj obložen polimerom: Oblaganje biokompatibilnim polimerom se vrši kako bi se dobio gladak i propustljiv premaz bez blokiranja pora. Dobijeni ugljenik je koristan za hemoperfuziju. Hemoperfuzija je tehnika lečenja u kojoj se velike količine krvi pacijenta prebacuju preko adsorbentne supstance kako bi se uklonile toksične supstance iz krvi.
Tkanine od aktivnog uglja: Postoji tehnologija prerade tehničkih rajonskih vlakana u tkaninu od aktivnog uglja za filtriranje ugljenika. Kapacitet adsorpcije aktivirane tkanine je veći nego kod drugih vrsta aktivnog uglja.
KAKO NASTAJE AKTIVNI UGALJ?
Aktivni ugalj se dobija specijalnim procesom obrade ugljeničnih materijala (ugalj, lignit, drvo, naftna smola, kokosova ljuska, bambus, itd.). Postoje dva glavna procesa koja se koriste za dobijanja aktivnog uglja, a to su fizička i hemijska aktivacija.
Fizička aktivacija se zasniva na zagrevanju ugljeničnog materijala u prisustvu vrelih gasova. Zatim se uvodi vazduh da bi se sagoreli gasovi, stvarajući stepenoviti, prosijani i očišćeni oblik aktivnog uglja. Ovo se obično radi korišćenjem procesa karbonizacije (u inertnoj sredini u prisustvu argona ili azota na temperaturama od 600 do 900°C) ili procesa oksidacije (na temperaturama od 600 do 1200°C uz prisustvo kiseonika ili pare).
Hemijska aktivacija se zasniva na delovanju hemijskih aktivatora (cink-hlorid 25%, fosforna kiselina 25%, natrijum hidroksid 5%, kalijum hidroksid 5%, kalcijum hlorid 25%, amonijum rodanid, kalijum karbonat). U ovom slučaju ugljenik se takođe podvrgava visokim temperaturama (od 250 do 600 °C). Veruje se da temperatura aktivira ugljenik u ovoj fazi prisiljavajući materijal da se otvori, čime nastaje mnogo više mikroskopskih rupica koje mu povećavaju površinu. Hemijska aktivacija je poželjnija od fizičke aktivacije zbog nižih temperatura, kvalitetnije konzistencije i kraćeg vremena potrebnog za aktiviranje materijala.
Kako dobiti aktivni ugalj u kućnim uslovima?
Zapalite drvo u velikom metalnom loncu, na otvorenom. Kada drvo sagori, ostavite da se ostatak drveta ohladi. Operite dobijeni ugalj da biste uklonili pepeo. Nakon sušenja, sameljite ga u fini prah pomoću avana i tučka. Dodajte kombinaciju kalcijum hlorida (krede) i vode u odnosu 1:3. Nakon kuvanja ugljenisanog drveta, krede i vode dobijate aktivni ugalj.
