Aktivierung
Kohle wird aktiviert, indem die Struktur der Kohle mit Dampf oder Chemikalien aufgebrochen wird. Dadurch entstehen viele feine Kanäle, die sogenannten Poren, in der Kohlenstoffstruktur. Diese Poren sind sehr feinkörnig, so dass die Schadstoffmoleküle zunächst in sie eindringen und sich dann mit der Oberfläche verbinden können.
Diese reinigenden Poren werden klassifiziert als:
- Mikroporen bis zu 20 Å = 0,000’002 mm
- Mesoporen 20 – 500 Å = 0,000’002 mm – 0,000’050 mm
- Makroporen über 500 Å = 0,000’050 mm
Je nach Aktivierungsgrad haben Aktivkohlen eine aktive innere Oberfläche von 750 m²/g bis 1’600 m²/g.
Aktivkohle für die Luftaufbereitung
Die Luft wird zur Reinigung über eine Kohlenstoffschicht geleitet. Es gibt verschiedene Arten von Filtern; die Partikelgrössen können von sehr fein bis sehr grob reichen. Bei der Beschreibung von Aktivkohlen werden die Partikelgrössen im Allgemeinen in US-Mesh angegeben.
| US mesh | 4 | 6 | 8 | 12 | 16 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 80 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| mm | 4.75 | 3.35 | 2.36 | 1.70 | 1.18 | 0.85 | 0.60 | 0.425 | 0.30 | 0.25 | 0.18 |
Der Luftwiderstand im Filter ändert sich je nach Partikelgrössenklasse, sofern das Kohlenstoffvolumen gleich bleibt. Daher ist der Luftwiderstand ein wichtiger Parameter bei der Auswahl der richtigen Partikelgrössenkategorie.
Aktivkohle in verschiedenen Arten von Filtern
Imprägnierung
Normale Aktivkohle entfernt viele Geruchsstoffe aus der Luft, darunter organische Lösungsmittel oder Gifte.
Einige gängige gasförmige Chemikalien wie Zyanide oder Ammoniak werden jedoch nur schlecht oder gar nicht adsorbiert. Die Aktivkohle muss imprägniert werden, um diese Gifte zu beseitigen. Daher ist die grosse innere Oberfläche mit Reaktanten für diese Gifte beschichtet = Chemisorption.
Eine andere Gruppe von Chemikalien kann mit Katalysatoren (z. B. Phosphinen) entfernt werden. In diesem Fall wird die Aktivkohle mit diesen Katalysatoren beschichtet. Ein Katalysator fördert eine chemische Reaktion, ohne seine eigenen Eigenschaften zu verändern. Seine einzige Aufgabe besteht darin, die Reaktion zu erleichtern.
