หลักการดูดซับการกรองคาร์บอนกัมมันต์

ตามแรงที่แตกต่างกันระหว่างโมเลกุลของถ่านกัมมันต์และโมเลกุลของมลพิษในระหว่างกระบวนการดูดซับ การดูดซับสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: การดูดซับทางกายภาพและการดูดซับทางเคมี (หรือที่เรียกว่าการดูดซับแบบแอคทีฟ) ในกระบวนการดูดซับ เมื่อแรงระหว่างโมเลกุลถ่านกัมมันต์และโมเลกุลมลพิษคือแรงแวนเดอร์วาลส์ (หรือแรงดึงดูดไฟฟ้าสถิต) จะเรียกว่าการดูดซับทางกายภาพ เมื่อแรงระหว่างโมเลกุลของถ่านกัมมันต์และโมเลกุลของมลพิษคือพันธะเคมี จะเรียกว่าการดูดซับทางเคมี ความแข็งแรงในการดูดซับของการดูดซับทางกายภาพส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติทางกายภาพของถ่านกัมมันต์และมีความสัมพันธ์เพียงเล็กน้อยกับคุณสมบัติทางเคมีของถ่านกัมมันต์ เนื่องจากแรงฟานเดอร์วาลส์อ่อนและมีผลเพียงเล็กน้อยต่อโครงสร้างของโมเลกุลมลพิษ แรงนี้จึงเหมือนกับแรงยึดเกาะระหว่างโมเลกุล ดังนั้น การดูดซับทางกายภาพจึงสามารถเปรียบเทียบได้กับการควบแน่น คุณสมบัติทางเคมีของสารมลพิษยังคงไม่เปลี่ยนแปลงในระหว่างการดูดซับทางกายภาพ
เนื่องจากพันธะเคมีมีความแข็งแรงและมีผลกระทบต่อโครงสร้างของโมเลกุลของสารมลพิษมากกว่า การดูดซับสารเคมีจึงถือได้ว่าเป็นปฏิกิริยาเคมีซึ่งเป็นผลมาจากการกระทำทางเคมีระหว่างสารมลพิษและถ่านกัมมันต์ โดยทั่วไปการดูดซับสารเคมีเกี่ยวข้องกับการแบ่งคู่อิเล็กตรอนหรือการถ่ายโอนอิเล็กตรอน แทนที่จะเป็นการก่อกวนธรรมดาหรือโพลาไรเซชันแบบอ่อน และเป็นกระบวนการปฏิกิริยาเคมีที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ ความแตกต่างพื้นฐานระหว่างการดูดซับทางกายภาพและการดูดซับทางเคมีอยู่ที่แรงที่ก่อให้เกิดพันธะการดูดซับ
กระบวนการดูดซับคือกระบวนการที่โมเลกุลของมลพิษถูกดูดซับลงบนพื้นผิวแข็ง พลังงานอิสระของโมเลกุลจะลดลง ดังนั้นกระบวนการดูดซับจึงเป็นกระบวนการคายความร้อน และความร้อนที่ปล่อยออกมาเรียกว่าความร้อนในการดูดซับของสารมลพิษบนพื้นผิวแข็งนี้ เนื่องจากแรงที่แตกต่างกันของการดูดซับทางกายภาพและการดูดซับทางเคมี พวกมันจึงแสดงความแตกต่างบางประการในความร้อนในการดูดซับ อัตราการดูดซับ พลังงานกระตุ้นการดูดซับ อุณหภูมิการดูดซับ ความสามารถในการเลือก จำนวนชั้นการดูดซับ และสเปกตรัมการดูดซับ ถ่านกัมมันต์เป็นตัวดูดซับทางอุตสาหกรรมที่มีการใช้งานที่หลากหลาย ใช้ถ่าน เปลือกผลไม้ต่างๆ และถ่านหินคุณภาพสูงเป็นวัตถุดิบ และผ่านการประมวลผลและผลิตผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น การบด การคัดกรอง การกระตุ้นตัวเร่งปฏิกิริยา การล้าง การอบแห้ง และการคัดกรองวัตถุดิบโดยวิธีทางกายภาพและทางเคมี นับตั้งแต่ถ่านกัมมันต์ถือกำเนิดขึ้นในปี 1900 ประวัติการใช้งานของถ่านกัมมันต์ได้ประสบกับเหตุการณ์สำคัญสองเหตุการณ์ หนึ่งคือใช้ทำหน้ากากป้องกันแก๊สพิษในสงครามโลกครั้งที่หนึ่งในช่วงทศวรรษปี ค.ศ. 1920; อีกประการหนึ่งคือพืชน้ำหลายร้อยแห่งใช้ถ่านกัมมันต์เพื่อกำจัดกลิ่นในทศวรรษที่ 1940 การดูดซับของถ่านกัมมันต์มาจากโครงสร้างโมเลกุลที่เป็นเอกลักษณ์ มีรูพรุนมากมายภายในถ่านกัมมันต์ หากรูขุมขนภายในของถ่านกัมมันต์แต่ละกรัมกระจายออกไป จะสามารถเข้าถึงพื้นที่ได้ 500 ถึง 1,700 ตารางเมตร โครงสร้างภายในที่เป็นเอกลักษณ์นี้เองที่ทำให้ถ่านกัมมันต์มีความสามารถในการดูดซับที่ดีเยี่ยม การใช้ถ่านกัมมันต์มีความหลากหลายมาก
ถ่านกัมมันต์ได้รับการบำบัดด้วยการกระตุ้นที่อุณหภูมิสูงและเทคโนโลยีปรับขนาดรูพรุนแบบพิเศษ เพื่อให้มีพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่และมีโครงสร้างรูพรุนที่สมบูรณ์ซึ่งตรงกับขนาดโมเลกุลของก๊าซที่เป็นอันตรายในอาคาร ใช้เป็นพิเศษในการดูดซับฟอร์มาลดีไฮด์ เบนซิน แอมโมเนีย เรดอน TVOC และสารอันตรายอื่นๆ อีกมากมาย ก๊าซทั้งหมดที่เป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์และแบคทีเรียที่ลอยอยู่ในอากาศ มีฟังก์ชั่นที่ครอบคลุม เช่น การดูดซับกลิ่น การล้างพิษ กำจัดกลิ่น ลดความชื้น การป้องกันโรคราน้ำค้าง การฆ่าเชื้อ และการทำให้บริสุทธิ์ ในขณะที่ดูดซับก๊าซที่เป็นอันตราย มันจะฆ่าเชื้อโรค เช่น เชื้อรา Escherichia coli, Staphylococcus aureus และแบคทีเรียหนอง ยับยั้งการแพร่กระจายของเชื้อโรคที่แพร่ระบาด และขจัดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมภายในอาคารอย่างสมบูรณ์