Aktivkohle
Aktivkohle (Carbo medicinalis, medizinische Kohle)
ist eine feinkörnige Kohle mit großer Oberfläche, die als Adsorptionsmittel unter anderem in der Chemie, der Medizin und der Wasser- und Abwasserbehandlung eingesetzt wird.
Aktivkohle besteht überwiegend aus Kohlenstoff (meist > 90 %) mit stark poröser Struktur. Die innere Oberfläche beträgt zwischen 500 und 2000 m²/g Kohle.
Aktivkohle wird aus pflanzlichen, tierischen, mineralischen oder petrochemischen Stoffen hergestellt. Als Ausgangsmaterialien dienen dabei z.B. Holz, Torf, Nussschalen, Braun- oder Steinkohle bzw. Kunststoffe. Entsprechend wird sie auch als Pflanzenkohle oder einfach als Aktivkohle bezeichnet.
Die Herstellung geschieht im allgemeinen durch Aktivierung mit Wasserdampf bei Temperaturen zwischen 850-950°C. Es gibt auch Herstellungs-Methoden, welche auf der Behandlung mit chemischen Oxidationsmitteln wie z.B. Phosphorsäure basieren. Für einige Verwendungszwecke wird die Aktivkohle mit weiteren Chemikalien behandelt (imprägniert), um die Abscheidewirkung zu verbessern. Filterkohle für Atemfilter in Gasmasken wird mit Metallsalzen belegt, was die Abscheidewirkung für viele chemische Waffen verbessert.
Aktivkohle wird in erster Linie als Adsorptionsmittel zur Entfernung unerwünschter Farb-, Geschmacks- und Geruchsstoffe aus Gasen, Dämpfen und Flüssigkeiten eingesetzt.
Mit Aktivkohle werden zum Beispiel entfernt:
- Chlor und Ozon aus Wasser
- Giftstoffe aus Luft (Filter bei Gasmasken)
- radioaktive Gase aus Luft in der Kerntechnik
- Benzindämpfe aus der Abluft von Tankanlagen
- Chlorkohlenwasserstoffe aus der Abluft beim Chemisch-Reinigen
- Giftstoffen aus dem Magen-Darm-Trakt (Kohlekompretten)
- ein Anteil Teer aus dem Zigarettenrauch in Zigarettenfiltern
- unerwünschte Aromastoffe aus Wodka und anderen Spirituosen
- Schweißgeruch in Schuhen (Aktivkohlehältige Einlagen)
In der Abwasserreinigung werden Aktivkohlen verwendet, um adsorbierbare, gelöste Abwasserinhaltstoffe aus dem Wasser zu entfernen. Dieser Verfahrensschritt wird zumeist erst eingesetzt, wenn preiswertere Methoden wie biologische Verfahren, Fällung und Flockung nicht zum Ziel führen. Diese Methode kann auch zur Reinigung von Teilströmen in der Industrie eingesetzt werden - wobei das Ziel verfolgt werden kann, Reststoffe zu gewinnen.
Die Wasseraufbereitung bedient sich ebenfalls der Adsorption an Aktivkohle zur Reinigung von Rohwasser.
Durch ihre hohe Adsorptionsfähigkeit lässt sich Aktivkohle auch in Kryosorptionspumpen zur Erzeugung von Vakua verwenden.
Aktivkohle weist nur eine eingeschränkte Beladbarkeit auf. Eine Regeneration erfolgt meist durch Erhitzen auf mehrere hundert Grad Celsius. Dabei verdampft zum einen ein Teil der Beladung (z.B. organische Lösemittel), ein anderer Teil kann aber auch verkoken, dann muss die Aktivkohle wie bei der Herstellung wieder mit Wasserdampf reaktiviert werden.
Literatur
- Hartmut von Kienle & Erich Bäder: Aktivkohle und ihre industrielle Anwendung, Stuttgart, Ferdinand Enke Verlag, 1980, ISBN 3-432-90881-4
- Roop Chand Bansal, Jean-Baptiste Donnet, Fritz Stoeckli: Active Carbon. New York, Marcel Dekker, 1988, ISBN 0-8247-7842-1
- John W. Patrick (Hrsg.): Porosity in Carbons. London, Edward Arnold, 1995, ISBN 0-340-544732