Eigenschaften von Aktivkohle
Bei der Auswahl einer Aktivkohle für eine bestimmte Anwendung sollten verschiedene Eigenschaften berücksichtigt werden:
Porenstruktur
Die Porenstruktur von Aktivkohle variiert und ist im Wesentlichen eine Folge des Ausgangsmaterials und des Herstellungsverfahrens.¹ Die Porenstruktur ermöglicht in Kombination mit Anziehungskräften die Adsorption.
Härte/Abrieb
Härte und Abriebfestigkeit sind ebenfalls entscheidende Auswahlkriterien. Viele Anwendungen erfordern Aktivkohle mit hoher Partikelfestigkeit und hoher Beständigkeit gegen Abrieb (die Zersetzung des Materials in feine Partikel). Aktivkohle aus Kokosnussschalen weist die höchste Härte aller Aktivkohlen auf.
Adsorptionseigenschaften
Zu den Absorptionseigenschaften der Aktivkohle gehören verschiedene Merkmale, darunter die Adsorptionskapazität, die Adsorptionsgeschwindigkeit und die Gesamteffektivität der Aktivkohle.
Je nach Anwendung (flüssig oder gasförmig) können diese Eigenschaften durch eine Reihe von Faktoren angezeigt werden, darunter die Iodzahl, die Oberfläche und die Tetrachlorkohlenstoff-Aktivität (CTC).
Scheinbare Dichte
Während die scheinbare Dichte keinen Einfluss auf die Adsorption pro Gewichtseinheit hat, wirkt sie sich auf die Adsorption pro Volumeneinheit aus.
Feuchtigkeit
Idealerweise sollte der Anteil an physikalischer Feuchtigkeit in der Aktivkohle zwischen 3 und 6 % liegen.
Aschegehalt
Der Aschegehalt von Aktivkohle ist ein Maß für den inerten, amorphen, anorganischen und unbrauchbaren Anteil des Materials. Idealerweise sollte der Aschegehalt so niedrig wie möglich sein, da die Qualität der Aktivkohle mit sinkendem Aschegehalt zunimmt.
pH-Wert
Der pH-Wert wird häufig gemessen, um mögliche Veränderungen vorherzusagen, die sich durch die Zugabe von Aktivkohle zu einer Flüssigkeit ergeben.
Partikelgröße
Die Partikelgröße hat einen direkten Einfluss auf die Adsorptionskinetik, die Fließeigenschaften und die Filtrierbarkeit der Aktivkohle.
Aktivkohleproduktion
Aktivkohle wird durch zwei Hauptprozesse hergestellt: Karbonisierung und Aktivierung.
Verkohlung
Bei der Karbonisierung wird das Rohmaterial in einer inerten Atmosphäre bei Temperaturen unter 800 °C thermisch zersetzt. Durch Vergasung werden Elemente wie Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff und Schwefel aus dem Ausgangsmaterial entfernt.
Aktivierung
Das karbonisierte Material, die sogenannte Kohle, muss nun aktiviert werden, um die Porenstruktur vollständig auszubilden. Dies geschieht durch Oxidation der Kohle bei Temperaturen zwischen 800 und 900 °C in Gegenwart von Luft, Kohlendioxid oder Wasserdampf.
Je nach Ausgangsmaterial kann die Herstellung von Aktivkohle entweder durch thermische (physikalische/Dampf-)Aktivierung oder durch chemische Aktivierung erfolgen. In beiden Fällen kann ein Drehrohrofen zur Verarbeitung des Materials zu Aktivkohle eingesetzt werden.
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Veröffentlichungsdatum: 07.08.2025