В 1785 году петербургский фармацевт, а впоследствии член Петербургской академии наук Товий Ловиц после детального изучения адсорбционных свойств древесного угля стал успешно использовать его в аптечном деле. В одной из своих работ Ловиц писал, что «врачи начинают угольный порошок с наилучшим успехом в некоторых болезнях давать внутрь».
В 1794 году древесный уголь был впервые применен на английском сахаро-рафинадном заводе. В 1808 году древесный уголь применили во Франции для осветления сахарного сиропа.
В 1811 году при приготовлении черного сапожного крема была обнаружена обесцвечивающая способность костяного угля.
Промышленное производство активированного угля началось в начале XX века. В 1909 году в Европе была выпущена первая партия порошкового угля.
Во время Первой мировой войны был впервые применен активированный уголь из скорлупы кокосового ореха в качестве адсорбента в противогазных масках.
Сегодня маленькие черные таблетки есть, пожалуй, в каждой домашней аптечке. Тем более, что активированный уголь практически не имеет противопоказаний и не дает побочных эффектов, разве что вызовет запор, да и то для этого надо съесть его не меньше 100 г за один раз.
Характеристики активированного угля
Размер пор. Определяющее влияние на структуру пор активированных углей оказывают исходные материалы для их получения. Активированные угли на основе скорлупы кокосов характеризуются большей долей микропор (до 2 нм), на основе каменного угля – большей долей мезопор (2–50 нм). Большая доля макропор характерна для активированных углей на основе древесины (более 50 нм).
Микропоры особенно хорошо подходят для адсорбции молекул небольшого размера, а мезопоры и макропоры – для адсорбции более крупных органических молекул.
Йодный индекс. Большая часть углерода предпочтительно адсорбирует маленькие молекулы. Йодный индекс – самый фундаментальный параметр, используемый, чтобы характеризовать активированную углеродистую работу. Йодный индекс – мера уровня активности (более высокое число указывает на более высокую степень активации), часто измеряется в мг/г (типичный диапазон 500–1200 мг/г). Йодный индекс – это также мера содержания микропоры активированного угля (от 0 до 20 E, или до 2 нм), что эквивалентно площади поверхности углерода между 900 м2/г и 1100 м2/г. Это стандартная мера при использовании активированного угля для очистки веществ в жидкой фазе.
Твердость. Это мера сопротивления активированного угля истиранию. Это важный параметр активированного угля, необходимый для поддержания его физической целостности и противостояния фрикционным силам, процессу обратной промывки и т. д. Есть значительные различия в твердости активированного угля в зависимости от сырья и уровня активности.
Гранулометрический состав. Чем меньше размер частицы активированного угля, тем лучше доступ к поверхности и быстрее происходит адсорбция. В системах фазы пара это нужно учитывать при снижении давления, которое затронет затраты энергии. Внимательное рассмотрение гранулометрического состава может обеспечить существенную операционную выгоду.
Активированный древесный уголь
Активированный уголь (лекарство) – специальная обработка (увеличение пористости) значительно увеличивает адсорбирующую поверхность угля.
Фармакологическое действие. Оказывает энтеросорбирующее, дезинтоксикационное и противодиарейное действие. Относится к группе поливалентных физико-химических антидотов, обладает большой поверхностной активностью, адсорбирует яды и токсины из желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) до их всасывания, алкалоиды, гликозиды, барбитураты и другие снотворные, лекарственные средства для общей анестезии, соли тяжелых металлов, токсины бактериального, растительного, животного происхождения, производные фенола, синильной кислоты, сульфаниламиды, газы. Активен как сорбент при гемоперфузии. Слабо адсорбирует кислоты и щелочи (в том числе соли железа, цианиды, малатион, метанол, этиленгликоль). Не раздражает слизистые оболочки. При лечении интоксикаций необходимо создать избыток угля в желудке (до его промывания) и в кишечнике (после промывания желудка). Уменьшение концентрации угля в среде способствует десорбции связанного вещества и его всасыванию (для предупреждения резорбции освободившегося вещества рекомендуется повторное промывание желудка и назначение активированного угля). Наличие пищевых масс в ЖКТ требует введения в высоких дозах, так как содержимое ЖКТ сорбируется углем и его активность снижается. Если отравление вызвано веществами, участвующими в энтерогепатической циркуляции (сердечные гликозиды, индометацин, морфин и другие опиаты), необходимо применять активированный уголь в течение нескольких дней. Особенно эффективен в качестве сорбента при гемоперфузии в случаях острых отравлений барбитуратами, глютатимидом, теофиллином.