Carbón activado
Páginas: 28 (6859 palabras)
Publicado: 27 de octubre de 2010
2. CARBÓN ACTIVADO: GENERALIDADES Y APLICACIONES
Se presenta en éste capítulo una breve disertación sobre la definición de carbón activado, sus principales características físicas y químicas, el procedimiento de activación y las principales aplicaciones, así como su mercado a nivel internacional y nacional.
2.1. GENERALIDADES
El término de Carbón Activado se usa para definir unmaterial altamente poroso (Ver foto en la Figura 2.1), y por consiguiente, con gran área superficial interna, lo suficientemente desarrollada como para poseer características excepcionales de adsorción de sustancias químicas en gases y líquidos.
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Figura 2.1. Vista de la Estructura de Poros de un Carbón, Tomada por Medio de un Microscopio Electrónico de Barrido. (NORIT Inc.)
El proceso deadsorción consiste en la unión de una sustancia gaseosa o líquida (adsorbato), en una matriz sólida (adsorbente), como consecuencia de fuerzas de Van de Waals (adsorción física) o enlaces químicos (adsorción química).
Los carbones activados son utilizados ampliamente a escala industrial por su gran versatilidad, bajo costo comparativo, y por su amplio rango de aplicaciones, relacionadas con laremoción de especies químicas contenidas en corrientes de gases o de líquidos, en aras de lograr su purificación o de recuperar sustancias de alto valor agregado. También se utilizan como catalizador o soporte catalítico, aplicables en las pilas combustibles.
Las propiedades del carbón activado para adsorber compuestos químicos se derivan de la distribución interna de poros, la cual proveen unaalta área superficial interna activa para capturar especies moleculares. Diferencias en la distribución del tamaño de poros afecta la capacidad de adsorción de moléculas de diferentes tamaños y formas, y por lo tanto, es una de las características o criterio más utilizado para seleccionar la aplicación deseada.
Los poros se clasifican según la IUPAC (International Committee for Charaterizationand Terminology of Carbon) en (ver Figura 2.2):
1. MICROPOROS: Son poros cuyo radio medio es menor a un nanómetro (r < 1 nm). Ellos aportan una alta área superficial interna en los carbones activados, y por lo tanto, contribuyen a una alta capacidad de adsorción de moléculas de menor tamaño como gases o solventes comunes. Se puede decir, que en los microporos, es donde se realizapropiamente el fenómeno de adsorción.
2. MESOPOROS: Son poros cuyo radio medio está comprendido entre uno y veinticinco nanómetros (1 < r < 25 nm). La presencia de los mesoporos en carbones activados es importante, debido a que permiten adsorber moléculas grandes como los cuerpos de color y proveen área superficial de adsorción que puede ser impregnada de sustancias químicas. En el caso deadsorción de moléculas pequeñas, los mesoporos se comportan como canales para el transporte del adsorbato hacia los microporos.
3. MACROPOROS: Son poros cuyo radio medio es superior a 25 nanómetros (r > 25 nm). No son importantes para el proceso de adsorción en la mayoría de los casos; sin embargo, su importancia se debe a la capacidad que le imparte al carbón activado de poseer un alto grado deaccesibilidad de sustancias químicas, lo que identifica a los macroporos como poros alimentadores de moléculas de adsorbato.
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Distribución de Tamaño de poros
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Figura 2.2. Modelos de un Carbón Activado y su Respectiva Distribución de Tamaño de Poros (NORIT Inc.)
El carbón activado es un material carbonáceo poroso que se puede producir a partir de diferentes materias primas talescomo turba, madera, cáscaras de frutas y carbón mineral, entre otros. Este último presenta ventajas frente a los otros precursores, debido a la amplia variedad de carbones activados, macro, meso y microporosos que se pueden obtener a partir de él. Las características físicas de estos carbones activados como dureza, densidad y distribución de tamaño de partículas permiten su aplicación en...
Se presenta en éste capítulo una breve disertación sobre la definición de carbón activado, sus principales características físicas y químicas, el procedimiento de activación y las principales aplicaciones, así como su mercado a nivel internacional y nacional.
2.1. GENERALIDADES
El término de Carbón Activado se usa para definir unmaterial altamente poroso (Ver foto en la Figura 2.1), y por consiguiente, con gran área superficial interna, lo suficientemente desarrollada como para poseer características excepcionales de adsorción de sustancias químicas en gases y líquidos.
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Figura 2.1. Vista de la Estructura de Poros de un Carbón, Tomada por Medio de un Microscopio Electrónico de Barrido. (NORIT Inc.)
El proceso deadsorción consiste en la unión de una sustancia gaseosa o líquida (adsorbato), en una matriz sólida (adsorbente), como consecuencia de fuerzas de Van de Waals (adsorción física) o enlaces químicos (adsorción química).
Los carbones activados son utilizados ampliamente a escala industrial por su gran versatilidad, bajo costo comparativo, y por su amplio rango de aplicaciones, relacionadas con laremoción de especies químicas contenidas en corrientes de gases o de líquidos, en aras de lograr su purificación o de recuperar sustancias de alto valor agregado. También se utilizan como catalizador o soporte catalítico, aplicables en las pilas combustibles.
Las propiedades del carbón activado para adsorber compuestos químicos se derivan de la distribución interna de poros, la cual proveen unaalta área superficial interna activa para capturar especies moleculares. Diferencias en la distribución del tamaño de poros afecta la capacidad de adsorción de moléculas de diferentes tamaños y formas, y por lo tanto, es una de las características o criterio más utilizado para seleccionar la aplicación deseada.
Los poros se clasifican según la IUPAC (International Committee for Charaterizationand Terminology of Carbon) en (ver Figura 2.2):
1. MICROPOROS: Son poros cuyo radio medio es menor a un nanómetro (r < 1 nm). Ellos aportan una alta área superficial interna en los carbones activados, y por lo tanto, contribuyen a una alta capacidad de adsorción de moléculas de menor tamaño como gases o solventes comunes. Se puede decir, que en los microporos, es donde se realizapropiamente el fenómeno de adsorción.
2. MESOPOROS: Son poros cuyo radio medio está comprendido entre uno y veinticinco nanómetros (1 < r < 25 nm). La presencia de los mesoporos en carbones activados es importante, debido a que permiten adsorber moléculas grandes como los cuerpos de color y proveen área superficial de adsorción que puede ser impregnada de sustancias químicas. En el caso deadsorción de moléculas pequeñas, los mesoporos se comportan como canales para el transporte del adsorbato hacia los microporos.
3. MACROPOROS: Son poros cuyo radio medio es superior a 25 nanómetros (r > 25 nm). No son importantes para el proceso de adsorción en la mayoría de los casos; sin embargo, su importancia se debe a la capacidad que le imparte al carbón activado de poseer un alto grado deaccesibilidad de sustancias químicas, lo que identifica a los macroporos como poros alimentadores de moléculas de adsorbato.
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Distribución de Tamaño de poros
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Figura 2.2. Modelos de un Carbón Activado y su Respectiva Distribución de Tamaño de Poros (NORIT Inc.)
El carbón activado es un material carbonáceo poroso que se puede producir a partir de diferentes materias primas talescomo turba, madera, cáscaras de frutas y carbón mineral, entre otros. Este último presenta ventajas frente a los otros precursores, debido a la amplia variedad de carbones activados, macro, meso y microporosos que se pueden obtener a partir de él. Las características físicas de estos carbones activados como dureza, densidad y distribución de tamaño de partículas permiten su aplicación en...
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