Principi d'adsorció de filtració de carbó actiu

Segons les diferents forces entre les molècules de carbó activat i les molècules contaminants durant el procés d'adsorció, l'adsorció es pot dividir en dues categories: adsorció física i adsorció química (també coneguda com adsorció activa). En el procés d'adsorció, quan la força entre les molècules de carbó activat i les molècules contaminants és força de van der Waals (o atracció electrostàtica), s'anomena adsorció física; quan la força entre les molècules de carbó activat i les molècules contaminants és un enllaç químic, s'anomena adsorció química. La força d'adsorció de l'adsorció física està relacionada principalment amb les propietats físiques del carbó activat i té poc a veure amb les propietats químiques del carbó activat. Com que la força de van der Waals és feble i té poc efecte sobre l'estructura de les molècules contaminants, aquesta força és la mateixa que la força de cohesió intermolecular, de manera que l'adsorció física es pot comparar amb la condensació. Les propietats químiques dels contaminants romanen sense canvis durant l'adsorció física.
Com que l'enllaç químic és fort i té un impacte més gran en l'estructura de les molècules contaminants, l'adsorció química es pot considerar com una reacció química, que és el resultat de l'acció química entre els contaminants i el carbó actiu. L'adsorció química generalment implica compartir parells d'electrons o transferència d'electrons, més que una simple pertorbació o polarització feble, i és un procés de reacció química irreversible. La diferència fonamental entre l'adsorció física i l'adsorció química rau en la força que produeix l'enllaç d'adsorció.
El procés d'adsorció és el procés en què les molècules contaminants s'adsorbeixen a la superfície sòlida. L'energia lliure de les molècules disminuirà. Per tant, el procés d'adsorció és un procés exotèrmic, i la calor alliberada s'anomena calor d'adsorció del contaminant en aquesta superfície sòlida. A causa de les diferents forces d'adsorció física i d'adsorció química, mostren certes diferències en la calor d'adsorció, la velocitat d'adsorció, l'energia d'activació de l'adsorció, la temperatura d'adsorció, la selectivitat, el nombre de capes d'adsorció i l'espectre d'adsorció. El carbó actiu és un adsorbent industrial amb una àmplia gamma d'usos. Utilitza carbó vegetal, diverses closques de fruites i carbó d'alta qualitat com a matèries primeres, i es processa i fabrica mitjançant una sèrie de processos com ara trituració, cribratge, activació del catalitzador, esbandida, assecat i cribratge de les matèries primeres per mètodes físics i químics. Des de l'arribada del carbó activat l'any 1900, la seva història d'aplicació ha viscut dos esdeveniments importants. Una és que es va utilitzar per fer màscares de gas a la Primera Guerra Mundial dels anys 20; l'altra és que centenars de plantes aquàtiques van utilitzar carbó actiu per a la desodorització als anys quaranta. L'adsorció del carbó activat prové de la seva estructura molecular única. Hi ha molts porus dins del carbó actiu. Si els porus interns de cada gram de carbó actiu s'estenen, poden arribar als 500 a 1700 metres quadrats. Aquesta estructura interna única fa que el carbó actiu tingui una excel·lent capacitat d'adsorció. L'aplicació del carbó actiu és molt àmplia.
El carbó activat es tracta amb una activació a alta temperatura i una tecnologia especial d'ajust de la mida dels porus, de manera que tingui una gran superfície específica i una estructura de porus rica que coincideix amb la mida molecular dels gasos nocius interiors. S'utilitza especialment per adsorbir formaldehid, benzè, amoníac, radó, TVOC i desenes d'altres substàncies nocives, tots gasos nocius per al cos humà i bacteris flotants a l'aire. Té funcions completes com absorbir olors, desintoxicació, desodorització, deshumidificació, prevenció de floridura, esterilització i purificació. Mentre adsorbeix gasos nocius, mata patògens com ara floridura, Escherichia coli, Staphylococcus aureus i bacteris pus, inhibeix la propagació de patògens epidèmics i elimina completament la contaminació ambiental interior.