Glossar

Aktivkohle

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Aktivkohle ist ein hochporöses Kohlenstoffmaterial mit sehr großer innerer Oberfläche, das durch Karbonisierung und anschließende Aktivierung aus pflanzlichen oder fossilen Rohstoffen hergestellt wird. Dieser Eintrag beschreibt das Material. Wie ein fertiger Filter damit arbeitet und was er zurückhält, steht im Blog unter Aktivkohlefilter.

Rohstoffe

Üblich sind Kokosnussschalen, Steinkohle, Braunkohle, Holz und Torf. Vom Rohstoff hängt die spätere Porenverteilung ab: Kokosnussschale liefert überwiegend Mikroporen und damit eine sehr große Fläche, Steinkohle einen höheren Anteil an Mesoporen, die für größere Moleküle zugänglich sind. Für Trinkwasserfilter wird meist Kokosnussschale eingesetzt.

Herstellung in zwei Schritten

Im ersten Schritt wird der Rohstoff unter Luftabschluss auf mehrere hundert Grad erhitzt. Dabei entweichen flüchtige Bestandteile und zurück bleibt fast reiner Kohlenstoff. Dieser Schritt heißt Karbonisierung.

Im zweiten Schritt wird diese Kohle bei 800 bis 1.000 Grad mit Wasserdampf oder Kohlendioxid behandelt. Das Gas reagiert mit einem Teil des Kohlenstoffs und brennt das Porensystem frei. Dieser Schritt heißt Aktivierung und gibt dem Material seinen Namen.

Die innere Oberfläche

Je nach Rohstoff und Aktivierungsgrad erreicht Aktivkohle mehrere hundert bis über 1.000 Quadratmeter je Gramm, gemessen nach dem BET-Verfahren. Ein Esslöffel voll bringt damit die Fläche eines Fußballfelds mit. Sie steckt fast vollständig in Poren unter zwei Nanometern Weite, sichtbar ist von alldem nichts.

Abgrenzung

Aktivkohle ist nicht gleich Aktivkohle. Es kommt auf die Bauform an, in der sie im Filter steckt: als gesinterter Block oder als lose Granulat-Schüttung. Beide bestehen aus demselben Material und verhalten sich im Betrieb völlig unterschiedlich.

Ebenfalls zu trennen: Adsorption ist der Vorgang, Aktivkohle das Mittel. Und Aktivkohle ist kein Ionentauscher, gelöste Salze wie Nitrat oder Fluorid bindet sie praktisch nicht.

Verwendung außerhalb der Wasserfiltration

In der Medizin bei Vergiftungen und Durchfallerkrankungen, in Atemschutzmasken und Lüftungstechnik, in der Industrie zum Entfärben von Flüssigkeiten und in der Abwasserreinigung, in Zahnpasta und Seifen.

Quellen

  • IUPAC - Einteilung der Porengrößen: Mikroporen unter 2 nm, Mesoporen 2 bis 50 nm, Makroporen darüber
  • Brunauer, Emmett und Teller (1938) - BET-Verfahren zur Bestimmung der spezifischen Oberfläche
  • DIN EN 12915-1 - Produkte zur Aufbereitung von Wasser für den menschlichen Gebrauch, granulierte Aktivkohle
  • DIN EN 12903 - Produkte zur Aufbereitung von Wasser für den menschlichen Gebrauch, pulverförmige Aktivkohle

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