TÌM HIỂU VỀ THAN HOẠT TÍNH

I./ Than hoạt tính là gì?

Than hoạt tính tiếng anh là Activated Carbon. Than hoạt tính là loại vật liệu gồm chủ yếu là nguyên tố carbon ở dạng vô định hình, một phần nữa có dạng tinh thể vụn grafit có màu đen. Than hoạt tính có tính năng, tác dụng rất đa dạng và đặc biệt, có kết cấu nhiều lổ xốp, diện tích bề mặt cực kỳ lớn được tạo ra trong giai đoạn hoạt tính hóa các cấu trúc rỗng ở bên trong. Ngoài carbon thì phần còn lại thường là tàn tro, mà chủ yếu là các kim loại kiềm và vụn cát. Than hoạt tính có diện tích bề mặt ngoài rất lớn nên được ứng dụng như một chất lý tưởng để lọc hút nhiều loại hóa chất.
Than hoạt tính được tạo từ gỗ và than đá thường có giá thành thấp, than hoạt tính làm từ gáo dừa, vỏ trái cây thì giá thành cao và chất lượng hơn. Chất thải của quá trình chế tạo than hoạt tính dễ dàng được tiêu hủy bằng phương pháp đốt. Nếu như các chất đã được lọc là những kim loại nặng thì việc thu hồi lại, từ tro đốt, cũng rất dễ.
Phần lớn than hoạt tính có mặt trong đời sống được làm từ gỗ bằng cách đốt cháy thân cây rồi phun nước lên thân cây đang cháy (loại này còn có tên là than hoa) hoặc nung thân gỗ trong môi trường yếm khí. Than hoạt tính được sản xuất theo phương pháp vật lý, hoạt hóa bằng hơi nước quá nhiệt từ 850oC đến 950 oC.

II ./ Cấu tạo than hoạt tính:

Dưới kính hiển vi điện tử, một hạt than hoạt tính trông giống như tổ kiến; tổng diện tích bề mặt của 0,5 kg than hoạt tính (đơn vị khối lượng từ 1.000 – 2.500 m2/g) còn rộng hơn cả một sân bóng đá. Bề mặt riêng rất lớn này là hệ quả của cấu trúc xơ rỗng mà chủ yếu là do thừa hưởng từ nguyên liệu hữu cơ xuất xứ, qua quá trình chưng khô (sấy) ở nhiệt độ cao trong điều kiện yếm khí.
Các vết rỗng – nứt vi mạch than hoạt tính có tính hấp thụ rất mạnh và chúng đóng vai trò các rãnh chuyển tải (kẽ nối). Than hoạt tính thường được tự nâng cấp (ví dụ, tự rửa tro hoặc các hóa chất tráng mặt), để lưu giữ lại được những thuộc tính lọc hút, để có thể thấm hút được các thành phần đặc biệt như kim loại nặng, hóa chất…
Thuộc tính làm tăng ý nghĩa của than hoạt tính còn ở phương diện nó là chất không độc (kể cả một khi đã ăn phải nó).

III./ Những thông số của than hoạt tính:

1./ Kích thước, thể tích lỗ xốp và diện tích bề mặt riêng của than hoạt tính:

_ Kích thước của lỗ xốp được tính bằng khoảng cách giữa hai cạnh của rãnh hoặc đường kính của ống xốp. Kích thước lỗ xốp được chia ra làm 3 loại: micro pore có kích thước bé hơn 2 nm, meso pore có kích thước từ 2-50 nm và macro pore có kích thước từ 50 nm trở lên.

_ Diện tích bề mặt riêng của than hoạt tính được đo bằng m2/g và là một thông số hết sức quan trọng đối với than hoạt tính, cho biết khả năng hấp phụ của than hoạt tính. 95% diện tích bề mặt riêng của than hoạt tính là diện tích của những lỗ xốp micro. Những lỗ xốp meso có diện tích bề mặt chiếm không quá 5% tổng diện tích bề mặt của than hoạt tính. Những lỗ xốp kích thước lớn không có nhiều ý nghĩa trong hoạt tính của than hoạt tính vì diện tích bề mặt riêng của chúng không đáng kể.

2./ Chỉ số iot than hoạt tính:

– Đây là một chỉ số cơ bản của than hoạt tính đặc trưng cho diện tích bề mặt của lỗ xốp cũng như khả năng hấp phụ của than hoạt tính.

– Chỉ số iot được tính bằng khối lượng iot có thể được hấp phụ bởi một đơn vị khối lượng của than hoạt tính (mg/g).

– Phương pháp đo dựa trên sự hấp phụ lớp đơn phân tử iot trên bề mặt của than hoạt tính. Chỉ số iot càng lớn thì mức độ hoạt hóa càng cao. Giá trị của chỉ số iot rơi vào khoảng 500–1200 mg/g.

3./ Độ cứng than hoạt tính:

– Là khả năng chống chịu mài mòn của than hoạt tính. Đây là một thông số quan trọng bởi vì trong quá trình sử dụng, than hoạt tính còn phải chịu những tác động vật lý như: bị đặt dưới dòng chảy lỏng hoặc khí, dưới tác động của áp suất, do đó than cần phải đảm bảo được những yếu tố về độ cứng nhằm giữ được nguyên vẹn cấu trúc trong quá trình sử dụng và phục hồi. Độ cứng của than phụ thuộc rất nhiều vào nguyên liệu đầu vào cũng như mức độ quá trình hoạt hóa.

IV./ Ứng dụng than hoạt tính:

Trong công nghiệp hóa học: làm chất xúc tác và chất tải cho các chất xúc tác khác…
Trong kỹ thuật, than hoạt tính là một thành phần lọc khí (trong đầu lọc thuốc lá, miếng hoạt tính trong khẩu trang); tấm khử mùi trong tủ lạnh và máy điều hòa nhiệt độ…
Tác dụng tốt trong phòng tránh tác hại của tia đất.
Trong xử lý nước (hoặc lọc nước trong gia đình): để tẩy các chất bẩn vi lượng, diệt khuẩn và khử mùi….v.v.v. để lọc nước và khử các chất hữu cơ hòa tan trong nước. Do có đặc tính hấp phụ cao nên Than hoạt tính được dùng trong xử lý nước với mục đích là:

+ Khử các chất bẩn : được tính bằng gram chất bẩn hoặc gram COD được giữ lại trong 1kg Than hoạt tính.

+ Làm sạch vết của các kim loại nặng hòa tan trong nước.

+ Làm sạch triệt để chất hữu cơ hòa tan, khử mùi và vị, đặc biệt nước thải công nghiệp chứa các phân tử hữu cơ độc hại hoặc các phân tử có độ bền vững bề mặt cao ngăn cản các quá trình xử lý sinh học.

+ Nước đi qua Than hoạt tính phần lớn là các phân tử hữu cơ hòa tan được lưu giữ lại trên bề mặt. Ngoài ra trong quá trình lọc Than hoạt tính chứa và nuôi dưỡng các loại vi khuẩn có khả năng phân hủy các chất hữu cơ dính bám để tạo ra bề mặt tự do, cho phép giữ lại các phân tử hữu cơ mới.

Than hoạt tính còn được dùng để khử mùi, khử các chất độc có trong không khí do ô nhiễm, chống nhiễm phóng xạ, diệt khuẩn, virut… làm sạch môi trường bệnh viện, trường học, văn phòng làm việc, phòng ngủ, phòng ăn, nhà bếp, nhà vệ sinh …
Than hoạt tính dùng Bức xạ trường điện từ, bức xạ tia hồng ngoại.
Trong y tế (Carbo medicinalis – than dược): để tẩy trùng và các độc tố sau khi bị ngộ độc thức ăn…Than hoạt tính dùng chữa bệnh, nâng cao sức khỏe. Than hoạt tính trong y học được dùng chữa bệnh: tham gia vào một trong các thành phần của thuốc như Carbogast trị đau dạ dày và đường ruột, Carbotrim trị tiêu chảy do nhiễm khuẩn và ngộ độc thức ăn, trong khẩu trang phòng lây nhiễm bệnh, trong mặt nạ phòng chất độc hóa học …
Trong làm đẹp than hoạt tính dùng làm xà phòng, mỹ phẩm, mặt nạ…Than hoạt tính dùng trong khi tắm làm trắng mịn da, chống mệt mỏi, giảm cơn đau thần kinh và loại bỏ được chứng tê nhức toàn thân. Than hoạt tính làm trắng răng, giải độc cho da, trị mụn, làm sạch bã nhờn trong lổ chân lông, khử mùi cho cơ thể…

Với than hoạt tính, chúc bạn có nhiều lựa chọn tiêu dùng hơn trong cuộc sống!