Активни угаљ је материјал са високо порозном структуром и великом специфичном површином, који има одличан капацитет адсорпције и хемијску реактивност. Пре него што разумете како активни угаљ функционише, прво је неопходно разумети концепте адсорпције и површинских својстава.
Адсорпција је процес којим се гас, течност или растворена супстанца адсорбује из медијума (нпр. вода, ваздух) на чврсту површину. Порозна структура активног угља даје му већу површину, пружајући огромну контактну површину за адсорбовање супстанци.
Принцип рада активног угља се може свести на следеће аспекте:
1. Физичка адсорпција: Активни угаљ адсорбује молекуле на својој површини путем физичке адсорпције. То је због изузетно велике специфичне површине и великог броја микропора и мезопорозних структура активног угља. Када молекули гаса или растворене супстанце додирну површину активног угља, они ће се адсорбовати у поре активног угља због привлачне силе и силе која постоји на површини адсорбента.
2. Хемијска адсорпција: Поред физичке адсорпције, активни угаљ такође може да ухвати молекуле хемијском адсорпцијом. Ово је због чињенице да неке хемијске функционалне групе (као што су хидроксил, карбоксил, итд.) на површини активног угља могу хемијски да реагују са одређеним врстама молекула. Ова хемијска адсорпција може повећати капацитет адсорпције активног угља за одређене органске супстанце.
3. Површинске карактеристике: Површина активног угља има одређене карактеристике наелектрисања. Ова површинска наелектрисања могу електростатички да интерагују са јонима или наелектрисаним молекулима у раствору. У зависности од хемијских својстава и физичке структуре површине активног угља, супстанце са специфичним електричним својствима могу се селективно адсорбовати или искључити.
Различите врсте активног угља се могу прилагодити различитим врстама загађивача. На пример, неки активни угљи су бољи у адсорбовању испарљивих органских једињења (ВОЦ) или мирисних супстанци, док други имају већи селективни капацитет адсорпције за супстанце као што су јони тешких метала или остаци пестицида.
Учинак активног угља је уско повезан са његовим физичким и хемијским својствима и условима примене. Фактори који утичу на перформансе адсорпције активног угља укључују расподелу величине пора, специфичну површину, запремину пора, итд. Поред тога, на капацитет адсорпције и ефикасност активног угља утичу и фактори као што су температура, влажност, концентрација раствора и време контакта .
Све у свему, активни угаљ може да адсорбује гасове, течности или растворене супстанце на своју површину кроз механизме физичке адсорпције и хемијске адсорпције кроз своју порозну структуру и огромну специфичну површину. Процес се ослања на силе интеракције између супстанци и својства површина активног угља. Принцип рада активног угља је да га његова јединствена структура и својства чине ефикасним адсорбентом који се широко користи у третману воде, пречишћавању ваздуха и другим применама у животној средини.
