Aktivno oglje je material z visoko porozno strukturo in veliko specifično površino, ki ima odlično adsorpcijsko sposobnost in kemijsko reaktivnost. Preden razumemo, kako deluje aktivno oglje, je treba najprej razumeti koncepte adsorpcije in površinskih lastnosti.
Adsorpcija je proces, pri katerem se plin, tekočina ali raztopljena snov adsorbira iz medija (npr. voda, zrak) na trdno površino. Porozna struktura aktivnega oglja mu daje večjo površino, kar zagotavlja veliko kontaktno površino za adsorpcijo snovi.
Načelo delovanja aktivnega oglja je mogoče skrčiti na naslednje vidike:
1. Fizična adsorpcija: Aktivno oglje adsorbira molekule na svoji površini s fizično adsorpcijo. To je posledica izjemno visoke specifične površine ter velikega števila mikropor in mezoporoznih struktur aktivnega oglja. Ko se molekule plina ali raztopljene snovi dotaknejo površine aktivnega oglja, se adsorbirajo v porah aktivnega oglja zaradi privlačne sile in sile, ki obstaja na površini adsorbenta.
2. Kemična adsorpcija: Poleg fizične adsorpcije lahko aktivno oglje zajame molekule tudi s kemično adsorpcijo. To je posledica dejstva, da lahko nekatere kemične funkcionalne skupine (kot so hidroksilne, karboksilne itd.) na površini aktivnega oglja kemično reagirajo s specifičnimi vrstami molekul. Ta kemična adsorpcija lahko poveča adsorpcijsko sposobnost aktivnega oglja za nekatere organske snovi.
3. Značilnosti površine: Površina aktivnega oglja ima določene značilnosti naboja. Ti površinski naboji lahko elektrostatično interagirajo z ioni ali nabitimi molekulami v raztopini. Glede na kemijske lastnosti in fizikalno strukturo površine aktivnega oglja se lahko snovi s posebnimi električnimi lastnostmi selektivno adsorbirajo ali izločijo.
Različne vrste aktivnega oglja je mogoče prilagoditi različnim vrstam onesnaževal. Nekatera aktivna oglja so na primer boljša pri adsorpciji hlapnih organskih spojin (VOC) ali snovi z neprijetnim vonjem, medtem ko imajo druga večjo selektivno adsorpcijsko sposobnost za snovi, kot so ioni težkih kovin ali ostanki pesticidov.
Delovanje aktivnega oglja je tesno povezano z njegovimi fizikalnimi in kemičnimi lastnostmi ter pogoji uporabe. Dejavniki, ki vplivajo na adsorpcijsko učinkovitost aktivnega oglja, vključujejo porazdelitev velikosti por, specifično površino, volumen por itd. Poleg tega na adsorpcijsko zmogljivost in učinkovitost aktivnega oglja vplivajo tudi dejavniki, kot so temperatura, vlaga, koncentracija topljenca in kontaktni čas .
Skratka, aktivno oglje lahko adsorbira pline, tekočine ali raztopljene snovi na svojo površino z mehanizmi fizične adsorpcije in kemične adsorpcije s svojo porozno strukturo in ogromno specifično površino. Postopek temelji na interakcijskih silah med snovmi in lastnostih površin aktivnega oglja. Načelo delovanja aktivnega oglja je, da je zaradi svoje edinstvene strukture in lastnosti učinkovit adsorbent, ki se pogosto uporablja pri čiščenju vode, čiščenju zraka in drugih okoljskih aplikacijah.
