Cấu trúc than hoạt tính bao gồm những thành phần gì?

Tìm hiểu cấu trúc than hoạt tính giúp các bạn hiểu rõ hơn về loại vật liệu đặc biệt này. Từ đó, ứng dụng phù hợp với nhu cầu sử dụng. Hiểu được điều đó, sau đây các chuyên gia Toàn Á JSC sẽ chia sẻ những kiến thức như sau:

Những thông số cơ bản của than hoạt tính

Kích thước, thể tích lỗ xốp và diện tích bề mặt

Lỗ xốp của than hoạt tính được đo bằng m²/g và chia thành 3 loại chính bao gồm:

• Micro pore: Có kích thước nhỏ hơn 2 nm. Chúng chiếm 95% diện tích bề mặt than.
• Meso pore: Có kích thước dao động từ 2 - 50 nm chiếm không dưới 5% tổng diện tích bề mặt.
• Macro pore: Có kích thước từ 50 nm trở lên.

Nếu lỗ xốp lớn, hoạt tính than càng giảm. Nếu lỗ xốp nhỏ thì chất lượng than càng được đánh giá cao do có khả năng hấp phụ tốt.

Chỉ số iot

• Iot là chỉ số cơ bản của than hoạt tính. Chỉ số này có thể tính ra được diện tích bề mặt riêng và khả năng hấp phụ của than.
• Chỉ số iot thông thường dao động từ 500 - 1200 mg/g. Nếu chỉ số iot lớn thì mức độ hoạt hoá của than càng cao và ngược lại.

Độ cứng

Độ cứng của than cho biết khả năng chống chịu mài mòn của than hoạt tính khi sử dụng.

Độ cứng của than phụ thuộc vào chất lượng của nguyên liệu đầu vào và mức độ quá trình hoạt hoá. Do đó, cần được đảm bảo những yếu tố ảnh hưởng đến độ cứng nguyên vẹn cấu trúc ban đầu để nâng cao chất lượng than.

Phân bố kích thước hạt

Kích thước hạt ảnh hưởng đến khả năng tiếp cận của chất hấp phụ tới bề mặt của than.

Kích thước hạt càng nhỏ thì khả năng hấp phụ càng cao. Bằng việc tính toán kỹ càng kích thước hạt giúp bạn lựa chọn vật liệu có thông số áp suất tối ưu để giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng.

Cấu trúc than hoạt tính là gì?

• Than hoạt tính được tạo thành từ cacbon với cấu trúc vô định hình. Chúng có khả năng tạo ra nhiều kết nối hóa học với các yếu tố khác bên ngoài môi trường.
• Cấu trúc này bao gồm diện tích bề mặt, các lỗ thông hơi và khả năng hút, giữ chặt phân tử khí, chất cặn bẩn, hợp chất hòa tan từ môi trường.
• Than hoạt tính bao gồm các vết nứt, hốc, khe hở và các vùng lỗ hổng trên bề mặt than. Nhờ đó, tạo ra một diện tích lớn cho các phản ứng hóa học và hấp thụ các chất, mùi…
• Than hoạt tính cũng có thể được diễn tả bằng các tham số vật lý như: Kích thước của hạt, kích thước lỗ thông hơi, diện tích bề mặt và những yếu tố liên quan khác.

Như vậy, cấu trúc than có ảnh hưởng đến hiệu suất và ứng dụng của vật liệu trong lĩnh vực xử lý nước, khử mùi, xử lý khí thải và các ứng dụng khác.

Những cấu trúc cơ bản

Cấu trúc nung

Ở trạng thái tự nhiên, than hoạt tính không có cấu trúc tấm graphite. Tuy nhiên, khi bắt đầu quá trình sản xuất, gia nhiệt chậm trong môi trường oxy tối thiểu đến nhiệt độ trên 145^oF thì cấu trúc này sẽ được cố định lại thành một tấm than chì.

Sự sắp xếp cụ thể của các góc, khoảng cách và khoảng trống trong cấu trúc sẽ thay đổi tuỳ theo nguyên liệu đầu vào của than.

Mật độ biểu kiến tối đa và độ xốp

• Cấu trúc nung được sử dụng hạn chế do ảnh hưởng của độ xốp và mật độ.
• Vật liệu nung phải được kích hoạt thông qua các trình tự bao gồm xử lý vật lý hoặc hoá học để loại bỏ các nguyên liệu cacbon một cách hợp lý.
• Các quá trình hoạt hoá khác nhau sẽ tạo nên những biến thể than có cấu trúc khác biệt. Mối quan hệ giữa mật độ biểu kiến của than hoạt tính thường ngược lại với độ xốp.
• Độ xốp của than càng cao khi có nhiều các nguyên tử cacbon bị loại bỏ và mật độ biểu kiến cực đại sẽ ở mức càng thấp.

Tính chất than hoạt tính

Mỗi biến thể cấu trúc nung đều có những đặc điểm riêng biệt và có thể dự đoán. Vì vậy, người dùng có thể căn cứ vào hình thức để lựa chọn loại than phù hợp.

Một số thuộc tính của than hoạt tính bao gồm:

• Khả năng loại bỏ hợp chất không mong muốn thông qua quá trình hấp phụ.
• Hoạt tính cacbon tetraclorua (CTC): Thể hiện độ xốp của than khi ứng dụng trong không khí, hơi.
• Khả năng khử clo: Là độ sâu mà lớp than hoạt tính cần có để loại bỏ clo ra khỏi dòng chất lỏng.

Trên đây là những thông tin về cấu trúc than hoạt tính. Hy vọng đã giúp các bạn hiểu rõ hơn về loại vật liệu này, cấu trúc của chúng. Nếu bạn đang có ý định mua than hoạt tính chất lượng cao, giá tốt. Hãy liên hệ với chúng tôi để được tư vấn các thông tin cần thiết nhất.