Следи детаљан увод у величину пора и принцип адсорпције активног угља:
Прво, величина пора активног угља
Активни угаљ је врста порозног угљичног материјала са високо развијеном структуром пора. Ове поре се могу поделити у следеће категорије према њиховом радијусу:
Микропора: радијус мањи од 2нм (такође се каже да је мањи од 150нм). Површина активног угља је углавном обезбеђена микропорама, што омогућава активном угљу да има огромну специфичну површину, тако да је лако постићи сврху апсорбовања и сакупљања нечистоћа.
Мезопора (или прелазна пора): радијус између 250нм (такође се каже да је 15020000нм). Мезопоре играју важну улогу као канали у процесу адсорпције активног угља, што је погодно за дифузију и адсорпцију молекула гаса.
Велика рупа: радијус већи од 50нм (такође се каже да је већи од 20000нм). Макропоре углавном служе као канали за молекуле гаса да уђу у унутрашњост активног угља, што олакшава молекулима гаса приступ микропорама и мезопорама.
Расподела величине пора активног угља има важан утицај на његову способност адсорпције. Различите величине пора су у стању да адсорбују молекуле различитих величина; стога се ефикасна адсорпција специфичних молекула може постићи подешавањем расподеле величине пора активног угља.
Друго, принцип адсорпције активног угља
Принцип адсорпције активног угља углавном је подељен на две врсте физичке адсорпције и хемијске адсорпције:
Физичка адсорпција:
Принцип: Физичка адсорпција се заснива на гравитационој интеракцији између молекула. Велики број молекула на зиду пора од активног угља може да генерише снажну гравитациону силу да привуче нечистоће у медијуму у пречник пора. Ова адсорпција није селективна, све док је пречник молекула адсорбоване нечистоће мањи од величине пора активног угља, могуће је да се адсорбује.
Карактеристике: Физичка адсорпција је реверзибилна, када се спољни услови (као што су температура, притисак) промене, адсорбовани молекули могу бити десорбовани.
Хемијска адсорпција:
Принцип: Поред физичке адсорпције, на површини активног угља често се дешавају и хемијске реакције. Активни угаљ не само да садржи угљеник, већ садржи и малу количину хемијски комбинованих, функционалних група облика кисеоника и водоника на својој површини, као што су карбоксил, хидроксил, феноли, липиди, хинони, етри, итд. Оксиди или комплекси на овим површинама могу хемијски да реагују са адсорбованим супстанцама, а на тај начин се адсорбоване супстанце сакупљају на површини угљеника.
Карактеристике: Хемисорпција је селективна, обично за неке специфичне хемијске супстанце или функционалне групе адсорпције. Поред тога, хемисорпција је обично неповратна, а између адсорбованог материјала и активног угља формира се хемијска веза, коју је тешко десорбовати једноставним физичким методама.
У пракси, процес адсорпције активног угља је често резултат физичке адсорпције и хемијске адсорпције. Ефикасна адсорпција и уклањање специфичних загађивача могу се постићи рационалним дизајном величине пора и хемијском модификацијом површине.