Tìm Hiểu Than Bột Hoạt Tính Là Gì? Ứng Dụng Than Thế Nào?

Đã từ lâu than bột hoạt tính được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực từ y tế tới ngành thực phẩm. Vậy lý do gì khiến than hoạt tính dạng bột được ưa chuộng? Nó có những đặc điểm nào và ứng dụng ra sao? Để hiểu rõ hơn về loại vật liệu này hãy theo dõi nội dung bài viết sau của Gia Hoàng nhé!

Giải thích than bột hoạt tính là gì?

Trên thực tế than bột hoạt tính hay PAC - Powdered Activated Carbon là dạng của than hoạt tính được làm thành bột mịn. Bởi có kích thước hạt rất nhỏ, thường chỉ dưới 0.18mm nên bột than tạo ra một diện tích bề mặt tiếp xúc rộng lớn. Nhờ đó gia tăng khả năng hấp phụ tốt hơn so với những dạng than hoạt tính khác.

Than bột hoạt tính có dạng bột mịn

Hiện nay, nguồn gốc của than hoạt tính dạng bột có thể từ nhiều loại nguyên liệu khác nhau. Bao gồm:

• Than đá: Thường được dùng để sản xuất than hoạt tính dùng cho xử lý nước thải và một số ứng dụng công nghiệp khác.
• Gáo dừa: Giúp tạo ra than hoạt tính đạt chất lượng cao phù hợp với xử lý nước sinh hoạt và sản xuất thực phẩm.
• Tre: Đây là nguyên liệu dễ tìm, bền vững tạo ra được than hoạt tính có khả năng hấp phụ cao. Nó cũng được sử dụng trong nhiều ngành khác nhau của đời sống.
• Gỗ: Được dùng để sản xuất than hoạt tính bột nhưng chất lượng không cao như những loại khác.

Những đặc điểm của than bột hoạt tính

Bột than hoạt tính nổi bật có cấu trúc xốp có chứa số vi mao quản và trung mao quản. Cấu trúc sẽ tạo ra diện tích bề mặt rộng lớn lên tới 500 - 2000m2/g. Hiểu một cách đơn giản 1g bột than có thể tạo ra diện tích bằng một sân tennis. Bề khổng lồ này sẽ mang đến khả năng hấp phụ vượt bậc của than bột hoạt tính trong thực tế. Dưới đây là những đặc điểm khác biệt của loại vật liệu này:

Tính chất vật lý của bột than

• Bề ngoài: Có dạng bột, mang màu đen đặc trưng bởi thành phần chủ yếu của than là Carbon.
• Hình dạng: Bột mịn với kích thước hạt rất nhỏ và mịn nên dễ tan trong khí, chất lỏng. Bên cạnh đó điều này cũng tạo điều kiện để nó tiếp xúc tối đa với các chất cần hấp phụ trong quá trình xử lý.

Bột than có màu đen dạng hạt mịn

Về tính chất hóa học than bột

Điểm nổi bật nhất của bột than hoạt tính là có khả năng hấp phụ vô cùng mạnh mẽ. Điều này là nhờ cấu trúc mao quản rộng lớn, bề mặt diện tích khổng lồ giúp tăng khả năng hấp phụ được nhiều loại chất khác nhau. Trong đó bao gồm từ chất vô cơ, màu, mùi, khí độc, chất vô cơ, các tạp chất,...

Cách hoạt động của than bột hoạt tính

Bột than hoạt tính hoạt động dựa theo cơ chế hấp phụ chính gồm hấp phụ hóa học và vật lý. Cụ thể như sau:

Than hoạt tính bột hấp thụ vật lý

Đây là cơ chế hoạt động phổ biến nhất của than hoạt tính dạng bột. Khi quá trình diễn ra các phân tử sẽ bị hấp phụ lại trên bề mặt than. Đây cũng là cơ chế thuận nghịch, hiểu đơn giản là phân tử hấp phụ có thể tách ra được dưới tác động từ áp suất hoặc nhiệt độ.

Hấp phụ hóa học

Trong cách hoạt động này các phân tử chất hấp phụ của than bột hoạt tính sẽ tạo thành liên kết hóa học. Quá trình này sẽ có sự tương tác hóa học giữa chất hấp phụ và các nhóm chức hóa học trên bề mặt của bột than hoạt tính. Hấp phụ hóa học cũng không thuận nghịch có nghĩa là các phân tử sẽ khó tách ra khỏi bề mặt than.

Than hoạt tính bột được dùng để hấp phụ chất độc hại

Tuy nhiên, việc hấp phụ của bột than hoạt tính có hiệu quả hay không còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau. Cụ thể:

• Nhiệt độ: Nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp với quá trình hấp phụ, thường sẽ giảm khi nhiệt tăng. Còn với hấp phụ hóa học có thể giảm hoặc tăng tùy theo phản ứng hóa học.
• Độ pH: Mức pH cũng tác động tới khả năng hấp phụ của than bột hoạt tính nhất là các chất có tính axit hoặc bazo.
• Kích thước mao quản: Phải phù hợp với kích thước phân tử cần hấp phụ.
• Diện tích tiếp xúc: Bề mặt càng rộng lớn đồng nghĩa khả năng hấp phụ càng cao.
• Tính chất của chất cần hấp phụ: Các chất có độ phân cực cao hoặc có kích thước nhỏ sẽ dễ hấp phụ hơn.
• Thời gian tiếp xúc: Thời gian tiếp xúc giữa chất hấp phụ và than bột càng nhiều hiệu quả sẽ càng cao.

Ưu và nhược điểm của than bột hoạt tính

Mặc dù có nhiều ưu điểm nhưng bột than hoạt tính cũng có những hạn chế riêng. Cụ thể:

Ưu điểm

• Đem tới khả năng hấp phụ nhanh: Bởi kích thước nhỏ nên than hoạt tính bột có tốc độ hấp phụ nhanh. Điều này giúp cho quá trình xử lý diễn ra vừa nhanh vừa đạt hiệu quả cao.
• Có thể hấp phụ mạnh: Với cấu trúc mao quản lớn, diện tích bề mặt cao nên vật liệu có thể hấp thụ vượt trội hơn các chất khác. Qua đó giúp loại bỏ được hiệu quả cả tạp chất và các chất gây ô nhiễm.
• Chi phí rẻ: Khi so sánh với các công nghệ xử lý khác than bột có chi phí đầu tư ban đầu và vận hành thấp. Vì thế dễ dàng phù hợp với nhiều doanh nghiệp có quy mô và ứng dụng khác nhau.
• Dễ tích hợp: Một trong những ưu điểm lớn của bột than hoạt tính chính là dễ tích hợp. Người ta có thể thêm than vào các hệ thống xử lý mà không đòi hỏi thay đổi về quy trình hay thiết kế.

Vật liệu có chi phí rẻ hơn so với các loại khác

Hạn chế của than hoạt tính bột

• Gây nghẽn trong hệ thống lọc nếu dùng sai cách: Nếu không được dùng đúng cách than hoạt tính bột có thể sẽ làm tắc hệ thống lọc. Điều này làm giảm hiệu quả xử lý xuống và tăng chi phí vận hành.
• Khó tái sử dụng được: Khi sử dụng xong than bột thường không tái sinh được do kích thước nhỏ và bị lẫn tạp chất. Để tái dùng đòi hỏi nhiều quy trình tốn kém và phức tạp.

Quy trình sản xuất than bột hoạt tính như thế nào?

Hiện nay người ta thường điều chế ra bột than hoạt tính thông qua hai giai đoạn chính gồm có:

• Giai đoạn than hóa: Nguyên liệu thô đầu vào như tre, gỗ,... sẽ được đốt nóng trong môi trường không có O2. Mức nhiệt cần đạt từ 400 - 800 độ C nhằm bỏ nước và các chất hữu cơ ra ngoài tạo thành than.
• Giai đoạn hoạt hóa: Than sẽ được xử lý với hơi nước, hóa chất hoặc khí CO2 ở nhiệt độ từ 700 - 1000 độ C. Khi cấu trúc mao quản đã rộng lớn sẽ tăng diện tích bề mặt và đạt khả năng hấp phụ. Cuối cùng than được nghiền nhỏ mịn để tạo thành bột than hoạt tính.

Cách điều chế than khá đơn giản

Ứng dụng của than bột hoạt tính trong đời sống

Bột than hoạt tính ngày nay được sử dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Điều đó là nhờ khả năng hấp thụ vượt trội và dễ tìm kiếm. Dưới đây là một số ứng dụng tiêu biểu của than bột:

Dùng than bột hoạt tính trong ngành thực phẩm

• Sản xuất dược phẩm trong sản xuất: Than dạng bột được dùng để loại bỏ chất màu không mong muốn và tạp chất trong dược phẩm. Nhờ vậy đảm bảo được độ tinh khiết cũng như an toàn của sản phẩm đó.
• Tẩy màu khi sản xuất bột ngọt, dầu ăn, đường: Bột có tác dụng loại bỏ tạp chất tự nhiên hình thành khi chế biến giúp cho thành phẩm có màu đẹp hơn.

Sử dụng than bột hoạt tính để xử lý nước

• Xử lý nước thải trong công nghiệp: Bột than loại bỏ được kim loại nặng, chất ô nhiễm, chất hữu cơ, thuốc trừ sâu cùng các hóa chất độc hại khác. Vì thế giúp bảo vệ môi trường và đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn về xả thải.
• Dùng lọc nước sinh hoạt, nước uống: Than hoạt tính bột được dùng để lọc chất ô nhiễm, clo, tạp chất và mùi khó chịu. Đồng thời cũng làm sạch các chất hữu cơ độc hại có trong nước để đảm bảo nước sạch và an toàn cho sức khỏe.
• Cải thiện lượng nước nuôi trồng thủy sản: Than bột hoạt tính giúp lọc các chất ô nhiễm, giảm nitrit, amoniac và cải thiện độ trong của nước. Qua đó tạo ra môi trường sống tốt hơn cho các loại thủy và hải sản.
• Giúp khử màu và loại bỏ mùi: Bột than hoạt tính cũng được sử dụng nhằm bỏ mùi hôi, khử màu và loại bỏ lượng chất hữu cơ, kim loại nặng trong nước thải, nước cấp và cải thiện nguồn nước.

Than được dùng xử lý nước trong nuôi trồng thủy hải sản

Ứng dụng than bột hoạt tính trong làm đẹp

Sản phẩm cũng là thành phần trong các dòng mỹ phẩm làm đẹp có công dụng loại bỏ dầu thừa, bã nhờn, se khít lỗ chân lông. Đồng thời đem tới khả năng hút tạp chất trên da, làm sạch sâu bên trong. Ngoài ra, vật liệu cũng được dùng để làm trắng răng, loại bỏ các vết ố vàng giúp răng sáng hơn.

Sử dụng bột than hoạt tính trong y tế

Than bột hoạt tính được dùng để làm khẩu trang, mặt nạ phòng độc để hấp thụ vi khuẩn, vi rút, bụi và các chất độc hại. Mặt khác nó cũng được dùng để điều trị khó tiêu, đầy hơi, ngộ độc. Điều này là nhờ khả năng hấp phụ các chất độc có trong đường tiêu hóa. Bên cạnh đó, sản phẩm cũng được dùng trong sản xuất dầu khí, than, khoáng sản và luyện vàng.

So sánh than bột hoạt tính và than tre

Có rất nhiều người thường nhầm lẫn giữa bột than hoạt tính và các loại than khác. Bởi về cơ bản nhìn chúng khá giống nhau nên mắt thường khó phân biệt được. Nhưng thực chất hai dòng này hoàn toàn khác nhau cụ thể:

Có nhiều điểm khác biệt giữa bột than hoạt tính và than tre

Cách sử dụng và bảo quản than bột hoạt tính đúng cách

Để ứng dụng vật liệu hiệu quả nhất việc nắm rõ đặc điểm thôi chưa đủ. Thay vào đó bạn còn cần có cách dùng và bảo quản đúng phương pháp. Cụ thể:

Đối với khi dùng

• Cần xác định liều lượng dùng tùy theo mức độ ô nhiễm và mục tiêu cần xử lý.
• Hòa dung dịch vào nước với tỷ lệ thích hợp nhất.
• Thêm dung dịch than vào hệ thống xử lý và khuấy đều để chúng tan hết.
• Sau hấp phụ cần loại bỏ than bằng cách lọc hoặc lắng thích hợp.

Khi bảo quản than bột hoạt tính

Cần có kho lưu trữ khô ráo, thoáng mát, rộng rãi tránh ánh nắng trực tiếp chiếu vào. Đồng thời độ ẩm cũng cần ở mức cho phép để không làm than biến chất giảm khả năng hấp phụ. Ngoài ra, phả bảo quản bột than trong bao bì kín để tránh không tiếp xúc với không khí cùng các chất gây ô nhiễm khác.

Vừa rồi là những thông tin chi tiết về đặc điểm, ứng dụng và lưu ý khi dùng than bột hoạt tính. Có thể nói bột than hoạt tính là vật liệu hấp phụ đa năng có nhiều ứng dụng trong đời sống. Nếu bạn cần mua than hoạt tính dạng bột chất lượng, giá tốt hãy liên hệ ngay Hóa Chất Gia Hoàng nhé!