Об активации угля, процессе адсорбции и запатентованной кировскими учёными технологии узнали гости ИЦАЭ OPEN в Кирове.

Начался вечер в Информационном центре по атомной энергии (ИЦАЭ) Кирова с мастер-класса по рисованию углём. Под руководством художника Ксении Логиновой гости центра попробовали нарисовать подсолнухи в этой технике. «Я вообще никогда не рисовал, но сегодня получил очень достоверные подсолнухи! Уголь, конечно, необычный материал», – поделился гость Алексей Костин.

Просветительскую программу открыла лекция научного сотрудника Института химии и экологии Вятского государственного университета Ольги Бервицкой. Её научная работа связана с водородной энергетикой, однако эксперт поделилась, что исследовательский интерес привёл её к желанию изучить, что такое активированный уголь, чем он отличается от обычного угля и как работает.

По словам спикера, знакомство человечества с активированным углём началось примерно 300 лет назад. Открыл свойства угля притягивать на себя вещества, Товий Ловиц – русский химик немецкого происхождения, воспитанник математика Эйлера. «Он, будучи на тот момент провизором в аптеке, должен был готовить лекарства, однако никак не мог справиться с одним рецептом. Ради эксперимента он добавил уголь при дистилляции винного уксуса, и выяснил, что тот прекрасно справляется с функцией очистки жидкостей. Позже Ловиц провёл множество опытов с углём и констатировал, что уголь – отличный адсорбент», – рассказала Ольга.

Химик объяснила гостям, что из себя представляет процесс адсорбции. По её словам, у молекул углерода, за счёт свободных связей на поверхности, возникает нескомпенсированная энергия. За счёт этого другие молекулы притягиваются к его поверхности как магниты. «Однако в случае с углём, речь идёт только о молекулах органических веществ. Именно поэтому таблетка активированного угля, попадая в желудок не адсорбирует желудочный сок», – отметила спикер и продемонстрировала химический опыт – добавила уголь в органическое и неорганическое вещество. «Как вы видите, адсорбционное свойства уголь проявил только в пробирке с органическим веществом».

Первым промышленным применением этих свойств стало осветление сахара. «В 1794 году англичане решили осветлять коричневый сахар, и активированный уголь для этого отлично подошёл», – пояснила эксперт.

Ольга отметила, что на адсорбционные свойства угля влияет природа его происхождения: «Всем известен берёзовый уголь, сегодня используется также уголь из скорлупы грецкого ореха и кокоса. Но вот в начале XIX века уголь пробовали получать даже путём нагревания крови».

Спикер пояснила, что активация угля – это увеличение поверхности углерода, чтобы той самой нескомпенсированной энергии становилось больше. Чем больше эта поверхность, тем больше вещества может на нём адсорбироваться. Так, по её словам, после активации площадь поверхности одной таблетки активированного угля составляет 8 соток.

Как происходит эта активация? «В России в 1914 году Николай Зелинский пропитал водой и нагрел уголь в отсутствии кислорода, чтобы он не сгорел. Изначально это была военная разработка: у него была задача сделать адсорбент для респираторов, противогазов. Обработка высокими температурами и водяным паром стала классическим способом активации. Кроме того, уголь активируют кислотами», – завершила Ольга.

Тему активации угля продолжил менеджер по развитию «Вятской угольной компании» Ирина Менькова. В компании, которую она представляет, разработали и запатентовали технологию MW-matrix, когда уголь активируется микроволновым излучением. «Таким образом уголь прогревается полностью, а не только с поверхности», – пояснила уникальность технологии спикер. Кроме того, в перспективе, по словам эксперта, технологию можно будет использовать для утилизации отходов.

Ирина рассказала о сферах применения активированного угля. «Это не только привычные нам таблетки в аптеке и угольные фильтры для воды. Способность угля адсорбировать запахи делает его отличной добавкой в наполнитель для кошачьих туалетов. А самый покупаемый у нас товар – уголь для растений. Его добавляют в почву, чтобы он притягивал воду, а затем постепенно отдавал», – рассказала эксперт.

Гости поинтересовались, какие опыты с углём можно провести дома. Спикеры предложили попробовать обесцветить чай, сок, убрать пятна с одежды, почистить углём зубы, а также добавить пару ложек активированного угля (или 10 таблеток) в фильтр-кувшин, чтобы сравнить вкус и запах воды.

«ИЦАЭ OPEN» — это разнообразная программа для разновозрастной аудитории. Каждый четверг двери региональных центров открываются для любителей науки, технологий, интеллектуальных игр и мастер-классов.