Chúng tôi sẽ liên hệ tới bạn sớm nhất có thể
28/12/2021
Than hoạt tính hay carbon hoạt tính là loại than có diện tích bề mặt cực kỳ lớn với khoảng 500 - 2500 m2/g, tương đương với diện tích của một sân quần vợt rộng 260m2. Đây là loại than được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực y tế, chăm sóc sắc đẹp, lọc nước, khử mùi,….Trong bài viết ngày hôm nay, chúng tôi sẽ chia sẻ với các bạn những thông tin liên quan đến than hoạt tính là gì và các ứng dụng của than hoạt tính. Cùng theo dõi với chúng tôi nhé.
Than hoạt tính là gì
Than hoạt tính là một dạng của cacbon đã được xử lý để có những lỗ rỗng bé với thể tích nhỏ nhằm làm tăng diện tích bề mặt để dễ dàng hấp phụ hoặc tăng cường phản ứng hoá học. Do có mức độ vi mao quản cao nên chỉ 1 gam than hoạt tính cũng có diện tích bề mặt lớn hơn 800 – 1000 m2 và nó được xác định bằng phương pháp hấp phụ khí.
Thành phần của than hoạt tính chủ yếu là nguyên tố cacbon ở dạng vô định hình và một phần khác có dạng tinh thể vụn grafit. Ngoài cacbon thì thành phần còn lại thường là tàn tro (chủ yếu là vụn cát và kim loại kiềm).
Nếu tính ra đơn vị khối lượng thì diện tích bề mặt của than hoạt tính dao động từ 500 - 2500 m2/g. Bề mặt riêng rất lớn này là hệ quả của cấu trúc xơ rỗng mà chủ yếu là do nguyên liệu hữu cơ dùng để sản xuất than tạo ra qua quá trình chưng khô ở nhiệt độ cao trong điều kiện môi trường yếm khí. Hầu hết các vết rỗng – nứt vi mạch đều có tính hấp thụ rất mạnh và chúng đóng vai trò là các rãnh chuyển tải.
Những thông số cơ bản của than hoạt tính
Kích thước lỗ xốp được xác định bằng đường kính của ống xốp hoặc khoảng cách giữa hai cạnh của rãnh. Theo tiêu chuẩn IUPAC thì kích thước của lỗ xốp được chia ra làm 3 loại, đó là micro pore (< 2 nm), meso pore (2-50 nm) và macro pore (> 50 nm)
Diện tích bề mặt riêng của than hoạt tính có đơn vị đo là m²/g và đây là một thông số hết sức quan trọng vì nó thể hiện khả năng hấp phụ của than. 95% diện tích bề mặt riêng của than hoạt tính là diện tích của các lỗ xốp micro. Diện tích bề mặt của những lỗ xốp meso chiếm không quá 5% tổng diện tích bề mặt của than. Những lỗ xốp có kích thước lớn không có nhiều ý nghĩa đối với hoạt tính của than vì diện tích bề mặt riêng của chúng cũng không đáng kể.
Cấu trúc bề mặt của than hoạt tính
Chỉ số iod là chỉ số cơ bản của than hoạt tính và nó đặc trưng cho diện tích bề mặt của lỗ xốp cũng như khả năng hấp phụ của than hoạt tính. Chỉ số này được xác định bằng khối lượng iod có thể được hấp phụ bởi một đơn vị khối lượng của than (mg/g).
Nguyên lý của phương pháp đo chỉ số iod là dựa trên sự hấp phụ lớp đơn phân tử iod trên bề mặt than hoạt tính. Chỉ số iod càng lớn thì mức độ hoạt hóa càng cao và ngược lại. Giá trị của chỉ số iod thường dao động trong khoảng từ 500 – 1200 mg/g. Thông qua giá trị của chỉ số iod, chúng ta có thể tính ra được diện tích bề mặt riêng của than.
Độ cứng là khả năng chống chịu mài mòn của than hoạt tính và nó phụ thuộc chủ yếu vào nguyên liệu đầu vào cũng như mức độ của quá trình hoạt hóa.
Độ cứng là một thông số quan trọng vì trong quá trình sử dụng, than hoạt tính phải chịu rất nhiều tác động vật lý như: áp suất, áp lực của dòng chảy lỏng hoặc khí nên than cần phải đảm bảo được những yếu tố về độ cứng để giữ được cấu trúc nguyên vẹn trong quá trình sử dụng và phục hồi.
Kích thước hạt gây ra rất nhiều ảnh hưởng đến khả năng tiếp cận của chất được hấp phụ đến bề mặt than. Kích thước hạt càng nhỏ thì khả năng tiếp cập càng dễ dàng và quá trình hấp phụ này diễn ra càng nhanh. Điều này có ý nghĩa đặc biệt quan trọng khi hấp phụ trong hệ khí có áp suất thấp.
Nếu tính toán chính xác được phân bố kích thước hạt, chúng ta có thể lựa chọn được những thông số áp suất tối ưu nhằm làm giảm thiểu tối đa mức năng lượng tiêu thụ.
Có 5 dạng vật lý phổ biến của than hoạt tính, đó là:
Là loại than hoạt tính được nghiền thành bột mịn với kích thước hạt từ 0.2 - 0.5mm.
Than hoạt tính dạng bột
Vì có bề mặt tiếp xúc rất lớn nên dạng than này được sử dụng trong các ứng dụng cần pha chế như sản xuất mỹ phẩm, kem đánh răng,... và xử lý hóa chất. Tuy nhiên, do dễ bị rửa trôi và không ổn định nên than hoạt tính dạng bột chủ yếu được sử dụng ở dạng bổ trợ trong các hệ thống xử lý nước phèn công nghiệp hoặc trong màng lọc RO của máy lọc nước.
Đây là loại than có giá thành rẻ do dễ sản xuất.
Ở dạng hạt, than có hình dạng ngẫu nhiên với kích thước dao động từ 0.2 - 5mm. So với dạng bột thì than hoạt tính dạng hạt cứng và bền hơn.
Than hoạt tính dạng hạt
Than hoạt tính dạng hạt thường được ứng dụng trong xử lý nước thải công nghiệp, nước dùng sinh hoạt vì nó có kích thước lớn nên khó bị rửa trôi.
Là loại than hoạt tính được nén và tạo thành hình trụ có đường kính từ 0.8 - 5mm. Đây cũng là loại than cứng cáp và bền bỉ hơn các dạng than khác.
Than hoạt tính dạng viên nén
Với kích thước vừa phải và diện tích bề mặt tiếp xúc lớn 2 loại than trên, than hoạt tính dạng viên được sử dụng để lọc khí độc cực tốt.
Là loại than hoạt tính được tạo hình thành những ống lớn với đường kính từ 1 - 5cm và được ứng dụng trong công nghiệp và các hệ thống lọc lớn.
Than hoạt tính dạng ống
Than hoạt tính dạng tấm là sự kết hợp giữa miếng mút được tẩm bột than và khung định hình để sử dụng trong hệ thống lọc sạch không khí.
Than hoạt tính dạng tấm
Than hoạt tính hoạt động chủ yếu thông qua cơ chế hấp thụ để loại bỏ toàn bộ các chất bẩn, chất gây ô nhiễm có trong nước hoặc không khí.
Nhờ các vết nứt, lỗ nhỏ mà than hoạt tính có thể khiến cho các tạp chất, bụi bẩn và chất gây ô nhiễm như clo, benzen, khí SO2, CO2, H2S,… bị hấp thụ vào hoặc bám dính lên trên bề mặt lớp than hoạt tính. Diện tích bề mặt than càng lớn thì lực hút càng mạnh và ngược lại.
Các chất hòa tan khi bị hấp phụ sẽ di chuyển từ khu vực có lỗ rỗng nhẹ đến khu vực có lực hấp dẫn mạnh nhất. Vì sức hút của bề mặt cacbon lớn hơn rất nhiều so với với lực hút của các chất có trong nước nên các chất gây ô nhiễm sẽ bị hấp thụ ngược trở lại vào bên trên bề mặt than.
Những chất gây ô nhiễm chủ yếu là các chất hữu cơ trung tính, không phân cực hoặc có trọng lượng phân tử cao nên để quá trình hấp thụ được hiệu quả, chúng cần được hoàn tan với nước. Điều này sẽ đảm bảo cho kích thước của các chất ô nhiễm nhỏ hơn lỗ rỗng của cacbon hoạt tính, giúp việc hấp thụ chúng vào bên trong trở nên dễ dàng hơn.
Cơ chế hoạt động của than hoạt tính
Ngoài quá trình hấp phụ vật lý thì các phản ứng hóa học cũng xảy ra trên bề mặt cacbon. Trong đó có phản ứng hóa học giữa cacbon và clo để tạo thành ion clorua, giúp loại bỏ clo ra khỏi nước.
Đây là bước rất quan trọng, quyết định chất lượng than hoạt tính có tốt hay không. Nguyên liệu làm than hoạt tính cũng đa dạng, đó là:
- Gáo dừa là loại nguyên liệu được lựa chọn chủ yếu ở miền Nam vì nơi này tập trung nhiều dừa nhất cả nước nên tiện lợi cho việc thu mua. Phải chọn những gáo dừa già và có độ ẩm dưới 15% thì cấu trúc than sẽ cứng, không bị vỡ vụn và ít muội ở công đoạn sau.
Gáo dừa là loại nguyên liệu được lựa chọn chủ yếu ở miền Nam
So với các nguyên liệu khác thì gáo dừa được ưa chuộng nhất vì đây nguyên liệu hoạt hóa than tốt nhất.
- Cây tre là nguyên liệu sản xuất than hoạt tính chủ yếu ở miền Bắc.
- Ngoài 2 nguyên liệu chính trên thì than hoạt tính còn được làm từ than đá, gỗ, vỏ trấu,...
Sau khi đã lựa chọn kỹ lưỡng và đạt tiêu chuẩn, nguyên liệu sẽ được cho vào lò nung ở nhiệt độ khoảng 1200 độ C trong điều kiện thiếu oxi. Vì nung trong điều kiện thiếu oxi nên quá trình cháy sẽ diễn ra không hoàn toàn.
Nguyên liệu sau quá trình than hoá sẽ bị loại bỏ đi phần hơi nước và giữ lại phần cacbon màu đen (than) có độ cứng rất cao và khả năng cháy rất tốt
Than từ quá trình than hoá sẽ được hoạt hóa bằng hơi nước ở nhiệt độ khoảng 800 – 900 độ C để tạo thành than hoạt tính. Phản ứng hoạt hóa trong lò diễn ra theo phương trình sau:
Cn + H2O = Cn-1 + H2 + CO – O
Ở quá trình này, các bạn cần phải thường xuyên để ý nhiệt độ vì nếu nhiệt độ thấp, quá trình hoạt hóa sẽ diễn ra chậm và than tạo ra sẽ có những lỗ rỗng với đường kính bé, giúp than có khả năng hấp phụ khí tốt. Ngược lại, nếu nhiệt độ cao, quá trình hoạt hóa sẽ diễn ra nhanh và than được tạo ra sẽ có lỗ rỗng trung bình từ 15 – vài trăm A0. Loại than này có khả năng lọc nước, hấp phụ tạp chất và khử màu rất tốt.
Quy trình sản xuất than hoạt tính từ gáo dừa
>> Tham khảo: Nhiên liệu hóa thạch - Khái niệm, phân loại, vai trò và các tác hại
Ngay từ đầu những năm 1800, than hoạt tính đã được sử dụng như một phương pháp chống độc khẩn cấp vì nó có khả năng liên kết với nhiều loại thuốc và làm giảm tác dụng của chúng.
Than hoạt tính đã được sử dụng như một phương pháp chống độc khẩn cấp
Theo như nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, uống 50 -100 gam than hoạt tính trong vòng 5 phút sau khi uống một loại thuốc có thể làm giảm khả năng hấp thụ của loại thuốc đó ở người trưởng thành lên đến 74%. Chính vì vậy mà than hoạt đạt hiệu quả chống độc tốt nhất là dùng trong vòng 1 giờ đầu tiên sau khi sử dụng thuốc quá liều hoặc bị ngộ độc.
Tuy nhiên, theo như một vài nghiên cứu mới đây thì có một số trường hợp than hoạt tính vẫn có hiệu quả ngay cả khi đã qua giờ đầu tiên này. Nguyên nhân có thể là do than hoạt tính không chỉ ngăn một loại thuốc hấp thụ mà còn giúp loại bỏ các loại thuốc đã được hấp thụ ra khỏi cơ thể nhanh hơn.
Các nghiên cứu này cũng cho thấy rằng than hoạt tính có thể có hiệu quả nếu dùng trong vòng 4 giờ sau khi uống các loại thuốc giải phóng chậm, thuốc làm chậm tiêu hóa và liều lượng thuốc lớn.
Tại phòng cấp cứu, liều lượng than hoạt tính khởi đầu là 50 - 100 gam. Tùy vào từng trường hợp ngộ độc cụ thể mà có giải pháp xử lý phù hợp.
Đối với những bệnh nhân bị thận mãn tính, chức năng thận bị suy giảm khiến cho khả năng lọc của thận giảm xuống và dẫn đến sự tích tụ các chất độc trong cơ thể. Than hoạt tính có thể liên kết với ure trong máu và các chất độc khác, giúp loại bỏ chúng khỏi cơ thể bằng cách liên kết với các chất thải trong lòng ruột, sau đó thải ra ngoài qua đường tiêu hóa. Đồng thời nó cũng giúp cải thiện chức năng thận bằng việc giảm lượng chất độc mà thận phải lọc xuống.
Hiện nay, phương pháp sử dụng than hoạt tính để hỗ trợ cải thiện chức năng thận không còn được ứng dụng nhiều.
Trimethylaminuria (TMAU) là một bệnh di truyền trong đó trimethylamine (TMA) là một hợp chất có mùi cá thối được tích tụ trong cơ thể. Chính vì mùi này mà trimethylaminuria còn được gọi là hội chứng mùi cá.
Đối với những người bình thường, cơ thể sẽ chuyển đổi TMA thành một hợp chất không mùi trước khi bài tiết qua mồ hôi, nước tiểu nhưng với những người mắc TMAU thì họ thiếu enzym cần thiết để thực hiện quá trình này. Điều này đã làm cho TMA tích tụ lại và đi vào trong nước tiểu, mồ hôi, hơi thở và gây ra mùi hôi tanh giống như cá.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, bề mặt xốp của than hoạt tính có thể liên kết được với các hợp chất nhỏ, có mùi như TMA và làm tăng sự bài tiết của chúng, từ đó hỗ trợ làm giảm mùi cá ở những người mắc TMAU.
Than hoạt tính chỉ có khả năng hỗ trợ chứ không thể giải quyết tình trạng bệnh TMAU nên để cải thiện mùi cá, người bệnh cần phải phải có một chế độ ăn uống phù hợp, kết hợp với sử dụng thuốc điều trị kèm theo.
Than hoạt tính có thể làm giảm triệu chứng ở người mắc chứng trimethylaminuria
Than hoạt tính có thể làm giảm lượng cholesterol trong máu theo cơ chế liên kết với cholesterol và axit mật chứa cholesterol trong ruột, ngăn không cho chúng hấp thụ. Tuy nhiên cách này không được sử dụng nhiều trong thực tế vì hiệu quả không cao.
Uống than hoạt tính có thể làm giảm tình trạng ứ khí trong lòng ruột, hỗ trợ giảm triệu chứng cho các trường hợp chướng bụng. Uống than hoạt tính trước khi siêu âm bụng 8 giờ sẽ làm giảm đáng kể lượng khí có trong ruột, giúp hình ảnh siêu âm rõ ràng hơn.
Hỗ trợ làm giảm triệu chứng tiêu chảy bằng cách hấp phụ các chất độc gây tiêu chảy có trong lòng ruột.
Than hoạt tính được sử dụng như một loại nước súc miệng hoặc có trong thành phần của kem đánh răng với vai trò là chất làm trắng. Nó được cho là có khả năng hấp thụ các mảng bám và chất bẩn chất gây ố răng, giúp răng trắng sáng và chắc khỏe. Ngoài ra, sử dụng than hoạt tính còn giúp ngăn ngừa các bệnh lý về răng như hôi miệng, sâu răng, sưng nướu,..
Than hoạt tính được sử dụng vai trò là chất làm trắng
- Than hoạt tính được cho là có tác dụng trong việc điều trị mụn trứng cá, gàu, các vết côn trùng hoặc rắn cắn. Chỉ cần bôi một ít than hoạt tính trộn với dầu dừa vào vết kiến cắn, ong đốt hoặc phát ban đỏ và chờ khoảng 30 phút là sẽ hết ngứa, tấy đỏ.
Than hoạt tính có tác dụng trong việc điều trị các vết côn trùng
- Than hoạt tính là một thành phần có trong nhiều sản phẩm chăm sóc da như sữa rửa mặt, mặt mạ thải độc, xà phòng… để hút chất nhờn, bụi bẩn ẩn sâu bên trong lỗ chân lông, giúp da thải độc và khỏe hơn.
- Trộn than hoạt tính với một ít cafe gel lô hội và thoa lên mặt, chờ khoảng 20 phút rồi rửa sạch. Than hoạt tính sẽ giúp loại bỏ toàn bộ các độc tố trên da còn lô hội giúp dưỡng ẩm, cấp nước đầy đủ cho da. Nhờ đó bạn sẽ có một làn da sạch sáng, khỏe mạnh và không bị mụn trứng cá.
Mặt nạ dưỡng da từ than hoạt tính và lô hội
Trong công nghiệp, than hoạt tính được sử dụng để xử lý kim loại cuối với ứng dụng điển hình là dùng trong tinh chế dung dịch mạ điện. Ngoài ra nó cũng được dùng trong qua trình khai khoáng để chiết xuất và lọc vàng, bạc cùng với các kim loại quý khác.
Than hoạt tính có thể loại bỏ florua, clo, các chất bẩn, tạp chất và các kim loại nặng như sắt, kẽm,…có trong nước sinh hoạt, nước thải công nghiệp. Đồng thời khử mùi lạ trong nước một cách hiệu quả.
Than hoạt tính được sử dụng để khử lượng clo dư thừa trong hệ thống nước của các nhà máy nước sạch.
Hệ thống lọc nước dùng than hoạt tính
Than hoạt tính được sử dụng rộng rãi trong các loại khẩu trang y tế, mặt nạ phòng độc, máy hút bụi, máy lọc không khí, máy lọc khử mùi để khử mùi hôi và lọc bớt nhiều chất độc trong không khí.
Than hoạt tính được sử dụng trong các loại máy lọc không khí
- Than hoạt tính được sử dụng để đo nồng độ Radon trong không khí.
- Làm sạch dầu tràn và lọc nước ngầm, nước uống một cách hiệu.
- Giữ lại các tạp chất hữu cơ trong màu vẽ và xăng không bị bay hơi.
>> Tham khảo: Hóa chất xử lý nước thải - Các loại hóa chất xử lý nước hiện nay
Than hoạt tính không độc và được xem là an toàn trong hầu hết các trường hợp sử dụng. Tuy nhiên vẫn có một số phản ứng phụ có thể xảy ra, ví dụ như nôn mửa, nhất là khi dùng chung với sorbitol. Trong một số ít trường hợp, than hoạt tính có liên quan đến vấn đề tắc ruột.
Trong các trường ngộ độc cấp, người bệnh không được tự ý dùng than hoạt tính tại nhà vì nó có thể sặc vào đường hô hấp, thậm chí là gây chết người nếu không được xử lý ngay lập tức. Hơn nữa, than hoạt tính cũng không hiệu quả với ngộ độc của axit hoặc kiềm mạnh, cyanide, methanol, ethanol, ethylene glycol, sắt, lithi hoặc arsen.
Các viên nang than hoạt tính được sử dụng ở nhiều quốc gia như một loại thuốc không cần kê đơn để xử lý bệnh tiêu chảy, chứng đầy hơi, khó tiêu. Lưu ý rằng không sử dụng than hoạt tính trong các trường hợp chưa loại trừ thủng tạng rỗng và xuất huyết tiêu hóa.
Nếu bạn chọn thực phẩm bổ sung chức năng là than hoạt tính dạng bột thì hãy trộn nó với nước hoặc nước trái cây để dễ uống hơn. Khi sử dụng cần làm theo đúng hướng dẫn về liều lượng trên nhãn. Trong trường hợp ngộ độc thuốc, hãy đến ngay cơ sở y tế và tùy vào từng trường hợp mà liều lượng sử dụng than hoạt tính sẽ là:
- Người lớn: 2g/kg cân nặng và cứ 2 giờ thì uống 20g than hoạt tính một lần. Đối với trường hợp ngộ độc nấm độc có amatoxin thì có thể duy trì liều lượng này trong vòng 3 ngày để cắt chu trình gan - ruột.
- Trẻ em: Liều đầu tiên là 1 g/kg cân nặng, trung bình 10g than hoạt tính và sau khi bị ngộ độc thì sử dụng càng sớm càng tốt (50% liều của người lớn).
Tùy vào lượng chất độc có trong lòng ruột và khả năng dung nạp than hoạt tính của người bệnh mà lựa chọn quãng liều là 2 hay 4 giờ:
- Trong trường hợp ngộ độc thuốc trừ sâu phospho hữu cơ liều lớn thì trong 6 liều đầu, quãng liều là 2 giờ. Nếu nhu động ruột giảm thì nên làm sạch dạ dày trước dùng liều than hoạt tính sau.
- Các trường hợp ngộ độc khác thì quãng liều nên là 4 - 6 giờ.
- Không giống như các loại than thông thường, than hoạt tính có cấu trúc rỗng nên khi thả vào nước, nó sẽ tạo ra nhiều bọt khí.
- Than hoạt tính là loại than đã được hoạt hóa ở nhiệt độ cao nên sẽ có khả năng chống cháy tốt hơn và không cháy ở điều kiện nhiệt độ thông thường như than thường
- Quá trình hoạt hóa còn làm cho than hoạt tính có tính dẫn điện. Do đó nếu dùng dụng cụ thông mạch bất kỳ để thử, đèn sẽ phát sáng nếu đó là than hoạt tính và không sáng khi gặp các loại than thường.
- Than hoạt tính chính là loại than đã được xử lý để tăng diện tích bề mặt của các hạt cacbon nên nó có khả năng hấp thụ nhiều loại độc tố, tạp chất và khí gây ô nhiễm trong không khí, nước,…còn than thông thường thì khả năng hấp thụ này thấp hơn rất nhiều.
Vậy là chúng tôi đã giúp các bạn hiểu được than hoạt tính là gì qua nội dung bài viết trên. Để đảm bảo hiệu quả sử dụng và an toàn thì các bạn nên lựa chọn địa chỉ uy tín để mua than hoạt tính. Một trong những địa chỉ bán than hoạt tính đảm bảo chất lượng mà chúng tôi muốn giới thiệu đến các bạn chính là công ty VietChem. Với hơn 20 năm hoạt động trong lĩnh vực nhập khẩu và phân phối hóa chất công nghiệp như hóa chất xử lý khí thải, hóa chất tẩy rửa,… VietChem cam kết các sản phẩm do chúng tôi cung cấp đều chính hãng, đảm bảo chất lượng và giá thành.
Hiện nay, VietChem đang cung cấp một số sản phẩm than hoạt tính như:
- Than hoạt tính dạng viên ENVIROCARB® AP3-60 VÀ AP4-60
Than hoạt tính dạng viên ENVIROCARB® AP3-60 VÀ AP4-60
- Than hoạt tính với khả năng lọc cao PULSORB® HF250
- Than hoạt tính dạng bột PULSORB SERIES WP220 WP240 WP260
- Than hoạt tính dạng hạt FILTRASORB® 300D & 400D
- Than hoạt tính Calgon Carbsorb 30, dạng hạt (0.6-2.36), Trung Quốc, 25kg/bao
Than hoạt tính Calgon Carbsorb 30, dạng hạt (0.6-2.36)
- Than bột hoạt tính, Việt Nam, 25kg/bao
Nếu bạn nào có nhu cầu mua than hoạt tính, hãy liên hệ với chúng tôi để được tư vấn và báo giá tốt nhất. Hãy theo dõi Ammonia-Vietchem để xem những bài viết những sản phẩm chất lượng nhé!
Xem thêm:
Xút là gì? Xút ăn da, Tính chất, điều chế, ứng dụng của Xút NaOH
Mật rỉ đường là gì? Hướng dẫn cách sử dụng mật rỉ đường trong nuôi tôm
Vui lòng đợi
Chúng tôi sẽ liên hệ tới bạn sớm nhất có thể
Có lỗi hệ thống, vui lòng thử lại sau, xin cảm ơn!.
Copyright © 2019 by VietChem. All rights reserved
