Aktiivihiili
Aktiivihiili (kutsutaan myös aktiivihiileksi, aktiivihiileksi tai aktiivihiileksi) on hiilen muoto, joka on prosessoitu niin, että se on erittäin huokoinen ja jonka pinta-ala on siten erittäin suuri adsorptiolle ja kemiallisille reaktioille. Se on yleensä peräisin hiilestä, puusta, kovista hedelmien kuorista, hedelmän ytimistä.
Aktiivihiili on arvokasta moniin eri sovelluksiin. Esimerkkejä ovat kaasun puhdistus, vedenpuhdistus, metallin talteenotto, kullan talteenotto, lääketiede, jätevedenkäsittely, kaasunaamareissa ja suodatinnaamareissa olevat ilmansuodattimet sekä paineilman suodattimet. Lisäksi aktiivihiili on hyödyllinen suljettujen tilojen, kuten jääkaapin ja varaston, hajunpoistoon. Riittävä aktivointi hyödyllisiin sovelluksiin voi tulla pelkästään suuresta pinta-alasta, vaikka kemiallinen lisäkäsittely usein parantaa materiaalin adsorptiokykyä.
Sovellukset
Aktiivihiiltä käytetään kaasunpuhdistuksessa, kullan puhdistuksessa, metallin louhinnassa, vedenpuhdistuksessa, lääketieteessä, jätevedenpuhdistuksessa, kaasunaamareissa ja suodatinnaamareissa olevissa ilmansuodattimissa, paineilman suodattimissa ja monissa muissa sovelluksissa.
Yksi suuri teollinen sovellus koskee aktiivihiilen käyttöä metallien viimeistelyssä. Sitä käytetään hyvin laajalti galvanointiliuosten puhdistukseen. Se on esimerkiksi tärkein puhdistustekniikka orgaanisten epäpuhtauksien poistamiseksi kirkkaista nikkelipinnoitusliuoksista. Päällystysratkaisuihin lisätään erilaisia orgaanisia kemikaaleja parantamaan niiden saostusominaisuuksia ja parantamaan ominaisuuksia, kuten kirkkautta, sileyttä ja sitkeyttä. Tasavirran ja anodisen hapettumisen ja katodisen pelkistyksen elektrolyyttisten reaktioiden kautta orgaaniset lisäaineet synnyttävät ei-toivottuja hajoamistuotteita liuoksessa. Niiden liiallinen kerääntyminen voi vaikuttaa haitallisesti pinnoituksen laatuun ja kerrostuneen metallin fysikaalisiin ominaisuuksiin. Aktiivihiilikäsittely poistaa tällaiset epäpuhtaudet ja palauttaa pinnoitteen suorituskyvyn halutulle tasolle.
Ympäristösovellukset
Hiiliadsorptiolla on lukuisia sovelluksia epäpuhtauksien poistamisessa ilma- tai vesivirroista sekä kentällä että teollisissa prosesseissa, kuten:
- Roiskeiden puhdistus
- Pohjaveden kunnostus
- Juomaveden suodatus
- Ilmanpuhdistus
- Haihtuvat orgaaniset yhdisteet kerääntyvät maalaamisesta, kuivapesusta, bensiinin annostelutoiminnoista ja muista prosesseista.
Lääketieteelliset sovellukset
Aktiivihiiltä käytetään myrkytysten ja yliannostusten hoitoon suun kautta nieltynä.
Sen uskotaan sitoutuvan myrkkyyn ja estävän sen imeytymistä maha-suolikanavasta. Epäillyissä myrkytystapauksissa lääkintähenkilöstö joko antaa aktiivihiiltä tapahtumapaikalla tai sairaalan ensiapuosastolla. Annostus on yleensä empiirinen 1 gramma painokiloa kohti, yleensä vain kerran. Otetusta lääkkeestä riippuen se voidaan antaa useammin kuin kerran. Harvinaisissa tilanteissa aktiivihiiltä käytetään tehohoidossa suodattamaan haitalliset lääkkeet myrkytettyjen potilaiden verenkierrosta. Aktiivihiilestä on tullut monien myrkytysten hoitomuoto, ja muita dekontaminaatiomenetelmiä, kuten ipekakin aiheuttamaa oksentelua tai vatsapumppuja, käytetään nykyään harvoin.
Vaikka aktiivihiili on hyödyllinen akuutissa myrkytystilanteessa, sen on osoitettu olevan tehoton myrkkyjen pitkäaikaisessa kertymisessä, kuten myrkyllisten rikkakasvien torjunta-aineiden käytössä.
Toimintamekanismit:
- Toksiinin sitoutuminen mahaan ja suolistosta imeytymisen estämiseksi. Sitoutuminen on palautuva, joten siihen voidaan lisätä myös kataktista ainetta, kuten sorbitolia
- Se katkaisee joidenkin lääkkeiden/toksiinien ja niiden metaboliittien enterohepaattisen kierron
- Mahdollistaa tiettyjen lääkkeiden/toksiinien poistamisen verestä ja sitoutumisen suolistossa olevaan hiileen – eräänlainen "suolistodialyysi"
Väärä annostelu (esimerkiksi keuhkoihin) johtaa keuhkoihin aspiraatioon, joka voi joskus olla hengenvaarallinen, jos välitöntä lääketieteellistä hoitoa ei aloiteta. Aktiivihiilen käyttö on vasta-aiheista, jos nautittu aine on happo, alkali tai öljytuote.
Sairaalaa edeltävään käyttöön se toimitetaan muoviputkissa tai pulloissa, tavallisesti 12,5 tai 25 grammaa, esisekoitettuina veteen. Kauppanimiä ovat InstaChar, SuperChar, Actidose ja Liqui-Char, mutta niitä kutsutaan yleisesti yksinkertaisesti aktiivihiileksi.
Käsikauppalääkkeenä sitä käytetään usein lievän ripulin hoitoon.
Kaasun puhdistus
Aktiivihiilellä varustettuja suodattimia käytetään yleensä paineilman ja kaasun puhdistuksessa öljyhöyryjen, hajujen ja muiden hiilivetyjen poistamiseen ilmasta. Yleisimmät mallit käyttävät 1- tai 2-vaiheista suodatusperiaatetta, jossa aktiivihiili upotetaan suodatinmateriaalin sisään. Aktiivihiiltä käytetään myös avaruuspukussa Primary Life Support Systems.
Tislattujen alkoholijuomien puhdistus
Aktiivihiilisuodattimia voidaan käyttää vodkan ja viskin suodattamiseen orgaanisista epäpuhtauksista. Koska aktiivihiili ei sitoudu hyvin alkoholeihin, se ei vaikuta merkittävästi etanolin prosenttiosuuteen, mutta hiili sitoutuu ja poistaa monia orgaanisia epäpuhtauksia, jotka voivat vaikuttaa väriin, makuun ja hajuun.
Elohopean pesu piippukaasusta
Aktiivihiiltä, joka on usein kyllästetty jodilla tai rikillä, käytetään laajalti elohopeapäästöjen vangitsemiseen hiilivoimaloista, lääketieteellisistä polttolaitoksista ja maakaasusta kaivonpäässä. Tämä hiili on erikoistuote, mutta sitä ei useinkaan kierrätetä.
Elohopeaa sisältävä aktiivihiili aiheuttaa hävitysongelman. Jos aktiivihiili sisältää vähemmän kuin 260 miljoonasosaa (ppm) elohopeaa, liittovaltion määräykset sallivat sen stabiloinnin (esimerkiksi vangitsemisen betoniin) kaatopaikalle sijoittamista varten. Yli 260 ppm:tä sisältävä jäte katsotaan kuitenkin "korkean elohopeapitoisuuden" alaluokkaan, ja sen sijoittaminen kaatopaikalle on kielletty (Land-Ban Rule). Tätä materiaalia kertyy nyt varastoihin ja syvälle hylättyihin kaivoksiin arviolta 1000 tonnia vuodessa.
