Принципы молекулярной фильтрации

Углерод в качестве фильтрующего элемента использовался с начала времен. В природе он представлен с различной форме, наиболее известной из которых является уголь. Бриллианты, со своей очень упорядоченной структурой, являются самой частой формой углерода. Цепочки атомов углерода также составляют основу всех молекул в теле человека и всего живого вокруг нас. Именно из этих источников, в частности, из растительных материалов, была получена еще одна форма углерода – активированный уголь. 

Активированный уголь определяется как микропористый абсорбент, состоящий из углеродистого материала. Коммерческим сырьем для его производства является уголь, дерево, торф и скорлупа кокосовых орехов. Термин «микропористый» означает, что активированный уголь, несмотря на то, что он выглядит гладким, фактически состоит из сети взаимосвязанных трещин и пор, которые присутствуют во всех частях материала. Эти поры являются очень мелкими. Их размер начинается с <2>1000 нанометров (10-9м), а увидеть их можно только с помощью мощного сканирующего электронного микроскопа. Степень распространения пор и диапазон их размеров в значительной степени отражают структуру исходного материала. Летучие материалы, такие как вода и различные смолы выжигаются в процессе производства. Затем оставшаяся матрица атомов углерода выборочно окисляется, чтобы открыть исходную растительную сеть пор. В результате получается материал с чрезвычайно большой внутренней площадью поверхности (~1000 м2/г)

Благодаря сложной внутренней структуре пор активированный уголь применяется в очистке и фильтрации газов. Молекулы загрязняющего воздух газа могут проходить с потоком воздуха через большие поры на поверхности угля в рамках процесса, называемого диффузия, и двигаться к внутренней поверхности, состоящей из мельчайших пор. Когда молекула газа сталкивается с поверхность угля в подходящем месте, образуется притяжение и она удерживается. Молекулы газа очень мелкие и лучше всего поглощаются в порах наименьшего диаметра. Коммерческие виды активированного углы, которые традиционно удовлетворяют этим критериям, производятся из скорлупы кокосовых орехов и угля.

Впервые использован во время Первой мировой войны

Впервые активированный уголь был широко применен для фильтрации воздуха во время Первой мировой войны, когда он использовался в респираторах для защиты от таких боевых отравляющих веществ, как хлор, горчичный газ и фосген. Спустя восемьдесят лет активированный уголь широко применяется для устранения запахов, а также токсичных и коррозийных газов. В приведенной далее таблице описаны примеры широко известных вариантов применения активированного угля:

Испытательная лаборатория

Компания Camfil занимает передовое место в технологии угольных фильтров, обладая уникальной испытательной лабораторией в Швеции. В лаборатории имеются возможности проводить испытания жизненно важных фильтров для систем вентиляции в широком спектре неорганических газов и органических паров. Данная лаборатория является поистине уникальной в отрасли фильтрации и демонстрирует направленность компании Camfil поставлять продукцию мирового класса для контроля газообразных загрязнений в любой среде.

Уголь действительно является старым материалом. Однако в свете упомянутых выше разработок у него безоблачное и яркое будущее в области фильтрации воздуха.