Aktivkohle
Aktivkohle (auch Aktivkohle, Aktivkohle oder Aktivkohle genannt) ist eine Form von Kohlenstoff, die so verarbeitet wurde, dass sie extrem porös ist und somit eine sehr große Oberfläche für Adsorption und chemische Reaktionen zur Verfügung steht. Es wird normalerweise aus Kohle, Holz, harten Fruchtschalen und Fruchtkernen gewonnen.
Aktivkohle ist für eine Vielzahl von Anwendungen wertvoll. Beispiele hierfür sind Gasreinigung, Wasserreinigung, Metallgewinnung, Goldrückgewinnung, Medizin, Abwasserbehandlung, Luftfilter in Gasmasken und Filtermasken sowie Filter in Druckluft. Darüber hinaus eignet sich Aktivkohle zur Desodorierung geschlossener Räume wie Kühlschränke und Lagerhallen. Eine ausreichende Aktivierung für nützliche Anwendungen kann allein durch die große Oberfläche erreicht werden, eine weitere chemische Behandlung erhöht jedoch häufig die Adsorptionsfähigkeit des Materials.
Anwendungen
Aktivkohle wird in der Gasreinigung, Goldreinigung, Metallgewinnung, Wasserreinigung, Medizin, Abwasseraufbereitung, Luftfilter in Gasmasken und Filtermasken, Filter in Druckluft und vielen anderen Anwendungen eingesetzt.
Eine wichtige industrielle Anwendung ist die Verwendung von Aktivkohle im Bereich der Metallveredelung. Es wird sehr häufig zur Reinigung von Galvaniklösungen eingesetzt. Es handelt sich beispielsweise um eine Hauptreinigungstechnik zur Entfernung organischer Verunreinigungen aus Glanzvernickelungslösungen. Den Beschichtungslösungen werden verschiedene organische Chemikalien zugesetzt, um die Qualität der Ablagerungen zu verbessern und Eigenschaften wie Helligkeit, Glätte und Duktilität zu verbessern. Durch den Durchgang von Gleichstrom und elektrolytische Reaktionen der anodischen Oxidation und kathodischen Reduktion erzeugen organische Zusatzstoffe unerwünschte Abbauprodukte in Lösung. Ihre übermäßige Ansammlung kann die Qualität der Beschichtung und die physikalischen Eigenschaften des abgeschiedenen Metalls beeinträchtigen. Durch die Aktivkohlebehandlung werden solche Verunreinigungen entfernt und die Beschichtungsleistung auf das gewünschte Niveau gebracht.
Umweltanwendungen
Kohlenstoffadsorption hat zahlreiche Anwendungen bei der Entfernung von Schadstoffen aus Luft- oder Wasserströmen, sowohl im Feld als auch in industriellen Prozessen wie:
- Beseitigung verschütteter Flüssigkeiten
- Grundwassersanierung
- Trinkwasserfiltration
- Luftfilterung
- Flüchtige organische Verbindungen werden beim Malen, bei der chemischen Reinigung, bei der Benzinabgabe und anderen Prozessen erfasst.
Medizinische Anwendungen
Aktivkohle wird zur Behandlung von Vergiftungen und Überdosierungen nach oraler Einnahme eingesetzt.
Es wird angenommen, dass es Gifte bindet und deren Aufnahme durch den Magen-Darm-Trakt verhindert. Bei Verdacht auf eine Vergiftung verabreicht das medizinische Personal entweder vor Ort oder in der Notaufnahme eines Krankenhauses Aktivkohle. Die Dosierung erfolgt üblicherweise empirisch bei 1 Gramm/kg Körpergewicht und wird üblicherweise nur einmal verabreicht. Abhängig vom eingenommenen Medikament kann es mehr als einmal gegeben werden. In seltenen Fällen wird Aktivkohle auf der Intensivstation eingesetzt, um schädliche Medikamente aus dem Blutkreislauf vergifteter Patienten herauszufiltern. Aktivkohle ist bei vielen Vergiftungen zum Mittel der Wahl geworden, und andere Dekontaminationsmethoden wie Ipecac-induziertes Erbrechen oder Magenpumpen werden nur noch selten eingesetzt.
Während Aktivkohle in einer akuten Vergiftungssituation nützlich ist, hat sie sich bei der langfristigen Ansammlung von Toxinen, beispielsweise beim Einsatz giftiger Herbizide, als nicht wirksam erwiesen.
Wirkmechanismen:
- Bindung des Toxins, um eine Aufnahme im Magen und Darm zu verhindern. Die Bindung ist reversibel, sodass auch ein Abführmittel wie Sorbit hinzugefügt werden kann
- Es unterbricht den enterohepatischen Kreislauf einiger Medikamente/Toxine und ihrer Metaboliten
- Ermöglicht die Entfernung bestimmter Medikamente/Toxine aus dem Blut und die Bindung an die Aktivkohle im Darm – eine Art „Darmdialyse“.
Eine unsachgemäße Anwendung (z. B. in die Lunge) führt zu einer Lungenaspiration, die manchmal tödlich enden kann, wenn nicht sofort eine ärztliche Behandlung eingeleitet wird. Die Verwendung von Aktivkohle ist kontraindiziert, wenn es sich bei der aufgenommenen Substanz um eine Säure, ein Alkali oder ein Erdölprodukt handelt.
Für den präklinischen Gebrauch ist es in Plastiktuben oder -flaschen erhältlich, üblicherweise 12,5 oder 25 Gramm, vorgemischt mit Wasser. Zu den Handelsnamen gehören InstaChar, SuperChar, Actidose und Liqui-Char, im Allgemeinen wird es jedoch einfach Aktivkohle genannt.
Als rezeptfreies Medikament wird es häufig zur Behandlung von leichtem Durchfall eingesetzt.
Gasreinigung
Filter mit Aktivkohle werden üblicherweise in der Druckluft- und Gasreinigung eingesetzt, um Öldämpfe, Gerüche und andere Kohlenwasserstoffe aus der Luft zu entfernen. Die gebräuchlichsten Designs verwenden ein einstufiges oder zweistufiges Filterprinzip, bei dem Aktivkohle in das Filtermedium eingebettet ist. Aktivkohle wird auch in primären Lebenserhaltungssystemen für Raumanzüge verwendet.
Reinigung destillierter alkoholischer Getränke
Mit Aktivkohlefiltern lassen sich Wodka und Whiskey von organischen Verunreinigungen filtern. Da sich die Aktivkohle nicht gut an Alkohole bindet, wird der Ethanolanteil nicht wesentlich beeinflusst, aber die Kohle bindet und entfernt viele organische Verunreinigungen, die Farbe, Geschmack und Geruch beeinträchtigen können.
Quecksilber aus Schornsteingas entfernen
Aktivkohle, oft mit Jod oder Schwefel imprägniert, wird häufig verwendet, um Quecksilberemissionen aus Kohlekraftwerken, medizinischen Verbrennungsanlagen und aus Erdgas am Bohrlochkopf abzufangen. Dieser Kohlenstoff ist ein Spezialprodukt, wird jedoch häufig nicht recycelt.
Ein Entsorgungsproblem stellt die mit Quecksilber beladene Aktivkohle dar. Wenn die Aktivkohle weniger als 260 Teile pro Million (ppm) Quecksilber enthält, erlauben die Bundesvorschriften, sie für die Deponierung zu stabilisieren (z. B. in Beton einzuschließen). Abfälle mit mehr als 260 ppm fallen jedoch in die Unterkategorie „hoher Quecksilbergehalt“ und dürfen nicht auf Deponien abgelagert werden (Land-Ban-Regel). Dieses Material sammelt sich derzeit in Lagerhäusern und in tiefen verlassenen Minen mit einer geschätzten Rate von 1000 Tonnen pro Jahr an.
