Αρχή προσρόφησης με διήθηση ενεργού άνθρακα

Σύμφωνα με τις διαφορετικές δυνάμεις μεταξύ μορίων ενεργού άνθρακα και μορίων ρύπων κατά τη διαδικασία προσρόφησης, η προσρόφηση μπορεί να χωριστεί σε δύο κατηγορίες: φυσική και χημική προσρόφηση (γνωστή και ως ενεργή προσρόφηση). Στη διαδικασία προσρόφησης, όταν η δύναμη μεταξύ μορίων ενεργού άνθρακα και μορίων ρύπων είναι δύναμη van der Waals (ή ηλεκτροστατική έλξη), ονομάζεται φυσική προσρόφηση. Όταν η δύναμη μεταξύ μορίων ενεργού άνθρακα και μορίων ρύπων είναι χημικός δεσμός, ονομάζεται χημική προσρόφηση. Η ισχύς προσρόφησης της φυσικής προσρόφησης σχετίζεται κυρίως με τις φυσικές ιδιότητες του ενεργού άνθρακα και έχει μικρή σχέση με τις χημικές ιδιότητες του ενεργού άνθρακα. Δεδομένου ότι η δύναμη van der Waals είναι ασθενής και έχει μικρή επίδραση στη δομή των μορίων ρύπων, αυτή η δύναμη είναι ίδια με τη διαμοριακή συνεκτική δύναμη, επομένως η φυσική προσρόφηση μπορεί να συγκριθεί με τη συμπύκνωση. Οι χημικές ιδιότητες των ρύπων παραμένουν αμετάβλητες κατά τη φυσική προσρόφηση.
Επειδή ο χημικός δεσμός είναι ισχυρός και έχει μεγαλύτερη επίδραση στη δομή των μορίων ρύπων, η χημική προσρόφηση μπορεί να θεωρηθεί ως μια χημική αντίδραση, η οποία είναι το αποτέλεσμα της χημικής δράσης μεταξύ των ρύπων και του ενεργού άνθρακα. Η χημική προσρόφηση γενικά περιλαμβάνει κοινή χρήση ζευγών ηλεκτρονίων ή μεταφορά ηλεκτρονίων, αντί για απλή διαταραχή ή ασθενή πόλωση και είναι μια μη αναστρέψιμη διαδικασία χημικής αντίδρασης. Η θεμελιώδης διαφορά μεταξύ της φυσικής προσρόφησης και της χημικής προσρόφησης έγκειται στη δύναμη που παράγει τον δεσμό προσρόφησης.
Η διαδικασία προσρόφησης είναι η διαδικασία κατά την οποία μόρια ρύπων απορροφώνται στη στερεά επιφάνεια. Η ελεύθερη ενέργεια των μορίων θα μειωθεί. Επομένως, η διαδικασία προσρόφησης είναι μια εξώθερμη διαδικασία και η θερμότητα που απελευθερώνεται ονομάζεται θερμότητα προσρόφησης του ρύπου σε αυτή τη στερεά επιφάνεια. Λόγω των διαφορετικών δυνάμεων φυσικής προσρόφησης και χημικής προσρόφησης, παρουσιάζουν ορισμένες διαφορές στη θερμότητα προσρόφησης, στο ρυθμό προσρόφησης, στην ενέργεια ενεργοποίησης της προσρόφησης, στη θερμοκρασία προσρόφησης, στην επιλεκτικότητα, στον αριθμό των στρωμάτων προσρόφησης και στο φάσμα προσρόφησης. Ο ενεργός άνθρακας είναι ένα βιομηχανικό προσροφητικό με ευρύ φάσμα χρήσεων. Χρησιμοποιεί ξυλάνθρακα, διάφορα κελύφη φρούτων και άνθρακα υψηλής ποιότητας ως πρώτες ύλες και επεξεργάζεται και κατασκευάζεται μέσω μιας σειράς διαδικασιών όπως σύνθλιψη, κοσκίνισμα, ενεργοποίηση καταλύτη, έκπλυση, ξήρανση και κοσκίνισμα των πρώτων υλών με φυσικές και χημικές μεθόδους. Από την εμφάνιση του ενεργού άνθρακα το 1900, η ​​ιστορία της εφαρμογής του έχει γνωρίσει δύο σημαντικά γεγονότα. Το ένα είναι ότι χρησιμοποιήθηκε για την κατασκευή μασκών αερίου στον Πρώτο Παγκόσμιο Πόλεμο τη δεκαετία του 1920. Το άλλο είναι ότι εκατοντάδες φυτά νερού χρησιμοποιούσαν ενεργό άνθρακα για απόσμηση τη δεκαετία του 1940. Η προσρόφηση του ενεργού άνθρακα προέρχεται από τη μοναδική του μοριακή δομή. Υπάρχουν πολλοί πόροι μέσα στον ενεργό άνθρακα. Εάν οι εσωτερικοί πόροι κάθε γραμμαρίου ενεργού άνθρακα είναι απλωμένοι, μπορούν να φτάσουν τα 500 έως 1700 τετραγωνικά μέτρα. Αυτή η μοναδική εσωτερική δομή είναι που κάνει τον ενεργό άνθρακα να έχει εξαιρετική ικανότητα προσρόφησης. Η εφαρμογή του ενεργού άνθρακα είναι πολύ ευρεία.
Ο ενεργός άνθρακας επεξεργάζεται με ενεργοποίηση υψηλής θερμοκρασίας και ειδική τεχνολογία προσαρμογής μεγέθους πόρων, έτσι ώστε να έχει μεγάλη ειδική επιφάνεια και πλούσια δομή πόρων που ταιριάζει με το μοριακό μέγεθος των επιβλαβών αερίων εσωτερικού χώρου. Χρησιμοποιείται ειδικά για την προσρόφηση φορμαλδεΰδης, βενζολίου, αμμωνίας, ραδονίου, TVOC και δεκάδων άλλων επιβλαβών ουσιών, όλων των αερίων επιβλαβών για το ανθρώπινο σώμα και αιωρούμενων βακτηρίων στον αέρα. Έχει ολοκληρωμένες λειτουργίες όπως απορρόφηση οσμής, αποτοξίνωση, απόσμηση, αφύγρανση, πρόληψη μούχλας, αποστείρωση και καθαρισμό. Ενώ προσροφά επιβλαβή αέρια, σκοτώνει παθογόνα όπως μούχλα, Escherichia coli, Staphylococcus aureus και βακτήρια πύου, αναστέλλει την εξάπλωση των επιδημικών παθογόνων και απομακρύνει πλήρως τη ρύπανση του εσωτερικού περιβάλλοντος.