Dispergieren von Aktivkohle mit Ultraschall
- Aktivkohle wird häufig in kosmetischen, medizinischen und industriellen Produkten eingesetzt.
- Für optimale Ergebnisse muss Aktivkohle gleichmäßig dispergiert sein: Je kleiner die Partikelgröße, desto größer die Partikeloberfläche und desto höher die Aktivität.
- Das Dispergieren mit Ultraschall sorgt für eine große Partikeloberfläche und eine homogene Verteilung.
Ultraschallgeräte für Aktivkohledispersionen
Ultraschallhomogenisatoren mit Sonotrode sind als zuverlässige Werkzeuge zum Dispergieren von Nanomaterialien in Suspensionen bekannt. Die Beschallung zerkleinert die Partikel bis in den Submikrometer- und Nanometerbereich und sorgt für eine gleichmäßige Partikelgrößenverteilung. Die Dispergierung ist entscheidend für die Materialqualität, da der Dispersionszustand bestimmt, ob sich die Partikel absetzen oder in Suspension bleiben.
Die leistungsstarken Ultraschalldispergierer von Hielscher sind für kleine, mittlere und große Volumina erhältlich. Das Dispergieren mit Ultraschall kann im Chargenbetrieb oder im kontinuierlichen Durchflussbetrieb erfolgen.
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Aktivkohle und medizinische Kohle sind feinkörnige, poröse Materialien mit einer schwammartigen Struktur. Die kleinen Poren mit geringem Volumen vergrößern die für Adsorption oder chemische Reaktionen verfügbare Oberfläche. Aufgrund dieser Schwammstruktur sind die Kohlepartikel stark adsorbierend und können unerwünschte Stoffe (z. B. Öle, Schmutz, Talkum, Toxine) wirksam binden.
Durch ihre adsorbierende Wirkung ist Aktivkohle eine sehr wirksame Reinigungssubstanz, die in pharmazeutischen und medizinischen Produkten, Kosmetika, Lebensmitteln und industriellen Adsorbentien verwendet wird.
Feiner dispergierte Aktivkohle weist eine höhere chemische Reaktivität auf und kann in geringeren Mengen eingesetzt werden. Das bedeutet, dass eine enge Partikelgrößenverteilung erhebliche betriebliche Vorteile bieten kann. Die Beschallung ist die ideale Methode zur feinen Dispergierung von Aktivkohle.
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Literatur / Quellen
- Aharon Gedanken (2003): Sonochemistry and its application to nanochemistry. Current Science Vol. 85, No. 12 (25 December 2003), pp. 1720-1722.
- Suslick, Kenneth S.; Hyeon, Taeghwan; Fang, Mingming; Cichowlas, Andrzej A. (1995): Sonochemical synthesis of nanostructured catalysts. Materials Science and Engineering: A. Proceedings of the Symposium on Engineering of Nanostructured Materials. ScienceDirect 204 (1–2): 186–192.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Definition „Ultrasonic Dispersion“. RSC Chemical Methods Onotology.
Wissenswertes
Da Aktivkohle eine große Oberfläche bietet, ist sie ein sehr wirksames Adsorbens. Je feiner die Partikel der Aktivkohle sind, desto größer ist die Oberfläche und desto schneller verläuft die Adsorption.
Wofür wird Aktivkohle verwendet?
Fein dispergierte Aktivkohle wird in zahlreichen Anwendungen und Branchen eingesetzt. Das Dispergieren mit Ultraschall führt zu einem hohen Oberflächen-Volumen-Verhältnis der Partikel, wodurch diese eine sehr hohe Reaktivität aufweisen (z. B. adsorbierend, katalytisch).
Zusatzstoff für Pharmazeutika, Lebensmittel und Kosmetika
Aktivkohle wird in großem Umfang als Zusatzstoff in zahlreichen Produkten der Pharma-, Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie der Kosmetik- und Chemieindustrie eingesetzt. Dabei dient die Aktivkohle als Dekontaminationsmittel, Adsorbens und Reinigungsmittel.
Metallveredelung
Aktivkohle wird bei der Metallveredelung in großem Umfang zur Reinigung galvanischer Bäder eingesetzt (z. B. zur Entfernung organischer Verunreinigungen).
Reinigung
Aktivkohle wird eingesetzt, um vielfältige unerwünschte Stoffe aus dem Produkt zu entfernen. Beispielsweise wird Aktivkohle zur Entfernung von Schadstoffen, unerwünschten Färbungen, organischen Verunreinigungen und Zwischenprodukten verwendet. Sie kommt in Reinigungsschritten bei der Herstellung von Pharmazeutika, Lebensmitteln und Getränken, Wein und Spirituosen, Chemikalien und Spezialchemikalien sowie in vielen anderen Branchen zum Einsatz.
Chromatographie
Aktivkohlemischungen werden als stationäre Phase bei der niederdruckchromatographischen Trennung von Kohlenhydraten (Mono-, Di- und Trisacchariden) in analytischen oder präparativen Verfahren eingesetzt (Ethanollösung als mobile Phase).
Landwirtschaft
Aktivkohle wird als Pestizid, Futtermittelzusatzstoff und Verarbeitungshilfsstoff eingesetzt.
