Сорбенты обладают способностью избирательно поглощать (сорбировать) из окружающей среды вредные вещества. Играют ключевую роль в промышленности, экологии и медицине благодаря своим уникальным свойствам.
В качестве очищающего, сорбирующего вещества их часто сравнивают с хлоркой, перекисью водорода или ультрафиолетовым излучением. Если использовать сорбент для очистки или дезинфекции, он имеет следующие преимущества по сравнению с близкой по характеристикам хлоркой:
В качестве одного из видов сорбента можно привести простой активированный уголь МС. Это простое, дешёвое средство для того чтобы фильтровать воздух и воду.
Действие сорбентов основано на взаимодействии молекул поглощаемого вещества с поверхностью или внутренней структурой сорбента.
Для промышленности заказывают сорбент с целью очистки газов и жидкостей. Для нужд города очистка воды от металлов (обезжелезивание) и вредных примесей. В медицине, кроме упомянутого активированного угля (выступает как энтеросорбент), используется гемосорбция (очистка крови) и аппликационная сорбция. Сорбент лечит раны и ожоги, абсорбируя омертвевшие участки кожи и выделяемые при горении токсины. Пищевая промышленность закупает сорбенты для очистки и осветления напитков, а также удаления примесей (например, в растительном масле).
Для наглядного примера рассмотрим применение сорбентов на практике, например, при разливе нефтепродуктов. В этом случае используются специальные нефтяные сорбенты, обладающие высокой олеофильностью (способностью поглощать нефть) и гидрофобностью (водоотталкивающими свойствами). Один из эффективных материалов активированный уголь марки АС, который может поглотить до 25 граммов нефти на 1 грамм сорбента.
При разливе сорбент распыляется на загрязнённую область. Частицы сорбента быстро впитывают нефть, образуя плавучие конгломераты, которые затем собираются механическим способом. После использования насыщенный нефтью сорбент может быть регенерирован. Например, путём сжигания с получением тепловой энергии. Таким образом, сорбент выполняет две ключевые функции очищает и даёт энергию.
Другой пример. Представим ситуацию: пациент обратился в больницу в Москве с симптомами пищевого отравления. Врач назначает приём активированного угля в качестве энтеросорбента. Процесс лечения выглядит следующим образом:
Через несколько часов после приёма сорбент естественным образом выводится из организма вместе с поглощёнными токсинами. После применения симптомы отравления уменьшаются, и пациент выздоравливает. Уголь доступный и эффективный товар, его можно заказать с доставкой в интернете или купить в аптеке.
При выборе сорбента необходимо учитывать конкретную задачу и условия применения. Следует оценить тип поглощаемого вещества, концентрацию загрязнений, температуру и pH среды.
Чтобы сорбент купить, можно обратиться к специализированному поставщику. В крупных городах России действует сеть поставок сорбционных материалов для различных применений.
В бытовых фильтрах для очистки воды часто используются комбинации различных сорбентов нового поколения. Наиболее распространённые из них:
• Активированный уголь (удаление органических примесей, хлора, улучшение вкуса и запаха);
• Ионообменные вещества (удаление тяжёлых металлов);
• Цеолиты (удаление аммония, тяжёлых металлов);
• Активированный алюминий (удаление фторидов).
Да, многие сорбенты можно регенерировать и использовать повторно. Например, активированный уголь регенерируют термическим способом – загрузка в печь с минимальным количеством кислорода.
Для ликвидации разливов нефти применяются специальные олеофильные (нефтепоглощающие) сорбенты. К ним относятся синтетические сорбенты на основе полипропилена или полиуретана; также могут быть использованы природные материалы, такие как торф или солома; среди неорганических сорбентов – перлит, вермикулит и т. д.
Выбор оптимального сорбента зависит от следующих факторов:
1. Природа и концентрация поглощаемого вещества;
2. Условия процесса (температура, давление, pH);
3. Требуемая степень очистки;
4. Возможность и простота регенерации;
5. Механическая прочность и химическая стойкость;
6. Цена и доступность.