ถ่านกัมมันต์
ถ่านกัมมันต์ (หรือที่เรียกว่าถ่านกัมมันต์ ถ่านกัมมันต์ หรือถ่านกัมมันต์) เป็นรูปแบบหนึ่งของคาร์บอนที่ได้รับการประมวลผลเพื่อให้มีรูพรุนมาก ดังนั้นจึงมีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่มากสำหรับการดูดซับและปฏิกิริยาเคมี มักได้มาจากถ่านหิน ไม้ เปลือกผลไม้แข็ง เมล็ดผลไม้
ถ่านกัมมันต์มีคุณค่าสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย ตัวอย่างได้แก่ การทำก๊าซให้บริสุทธิ์ การทำน้ำให้บริสุทธิ์ การสกัดด้วยโลหะ การนำทองคำกลับมาใช้ใหม่ ยา การบำบัดน้ำเสีย ตัวกรองอากาศในหน้ากากป้องกันแก๊สพิษและหน้ากากกรอง และการกรองในอากาศอัด นอกจากนี้ ถ่านกัมมันต์ยังมีประโยชน์ในการดับกลิ่นในพื้นที่ปิด เช่น ตู้เย็นและโกดัง การเปิดใช้งานที่เพียงพอสำหรับการใช้งานที่มีประโยชน์อาจมาจากพื้นที่ผิวสูงเท่านั้น แม้ว่าการบำบัดทางเคมีเพิ่มเติมมักจะช่วยเพิ่มความสามารถในการดูดซับของวัสดุ
การใช้งาน
ถ่านกัมมันต์ใช้ในการฟอกแก๊ส การทำทองให้บริสุทธิ์ การสกัดโลหะ การทำน้ำให้บริสุทธิ์ ยา การบำบัดน้ำเสีย ตัวกรองอากาศในหน้ากากป้องกันแก๊สพิษและหน้ากากกรอง ตัวกรองในระบบอัดอากาศ และการใช้งานอื่นๆ อีกมากมาย

การใช้งานทางอุตสาหกรรมที่สำคัญอย่างหนึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้ถ่านกัมมันต์ในการตกแต่งผิวโลหะ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายมากในการทำให้สารละลายการชุบด้วยไฟฟ้าบริสุทธิ์ ตัวอย่างเช่น เป็นเทคนิคการทำให้บริสุทธิ์หลักในการกำจัดสิ่งเจือปนอินทรีย์ออกจากสารละลายการชุบนิกเกิลแบบสดใส สารเคมีอินทรีย์หลายชนิดถูกเติมลงในสารละลายการชุบเพื่อปรับปรุงคุณภาพการสะสมตัวและเพื่อเพิ่มคุณสมบัติ เช่น ความสว่าง ความเรียบเนียน และความเหนียว เนื่องจากการผ่านของปฏิกิริยากระแสตรงและอิเล็กโทรไลต์ของออกซิเดชันขั้วบวกและรีดิวซ์แคโทดิก สารเติมแต่งอินทรีย์จึงสร้างผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวในสารละลายโดยไม่ต้องการ การสะสมที่มากเกินไปอาจส่งผลเสียต่อคุณภาพการชุบและคุณสมบัติทางกายภาพของโลหะที่สะสมอยู่ การบำบัดด้วยถ่านกัมมันต์จะขจัดสิ่งสกปรกดังกล่าวและคืนประสิทธิภาพการชุบให้อยู่ในระดับที่ต้องการ
การใช้งานด้านสิ่งแวดล้อม
การดูดซับคาร์บอนมีการใช้งานหลายอย่างในการกำจัดมลพิษออกจากอากาศหรือกระแสน้ำทั้งในภาคสนามและในกระบวนการทางอุตสาหกรรม เช่น:
- การรั่วไหลของการทำความสะอาด
- การฟื้นฟูน้ำบาดาล
- เครื่องกรองน้ำดื่ม
- การฟอกอากาศ
- การจับสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายจากการทาสี การซักแห้ง การจ่ายน้ำมันเบนซิน และกระบวนการอื่นๆ
การใช้งานทางการแพทย์
ถ่านกัมมันต์ใช้ในการรักษาพิษและการใช้ยาเกินขนาดหลังการกลืนกิน
เชื่อกันว่าจับกับพิษและป้องกันการดูดซึมโดยระบบทางเดินอาหาร ในกรณีที่สงสัยว่าเป็นพิษ บุคลากรทางการแพทย์จะจัดการถ่านกัมมันต์ในที่เกิดเหตุหรือที่แผนกฉุกเฉินของโรงพยาบาล การให้ยามักจะเป็นเชิงประจักษ์ที่ 1 กรัม/กิโลกรัมของน้ำหนักตัว โดยปกติให้เพียงครั้งเดียว อาจได้รับมากกว่าหนึ่งครั้งทั้งนี้ขึ้นอยู่กับยาที่รับประทาน ในสถานการณ์ที่เกิดขึ้นไม่บ่อยนัก ถ่านกัมมันต์จะถูกนำมาใช้ในการดูแลผู้ป่วยหนักเพื่อกรองยาที่เป็นอันตรายออกจากกระแสเลือดของผู้ป่วยที่ได้รับพิษ ถ่านกัมมันต์กลายเป็นทางเลือกในการบำบัดพิษหลายชนิด และวิธีการชำระล้างการปนเปื้อนอื่นๆ เช่น การระเหยที่เกิดจากไอเปแซกหรือเครื่องปั๊มในกระเพาะอาหารนั้นไม่ค่อยมีการใช้กันมากนัก
แม้ว่าถ่านกัมมันต์จะมีประโยชน์ในสถานการณ์พิษเฉียบพลัน แต่ก็แสดงให้เห็นว่าไม่มีประสิทธิผลในการสะสมสารพิษในระยะยาว เช่น การใช้สารเคมีกำจัดวัชพืชที่เป็นพิษ
กลไกการออกฤทธิ์:
- การจับตัวของสารพิษเพื่อป้องกันการดูดซึมของกระเพาะอาหารและลำไส้ การจับสามารถย้อนกลับได้ดังนั้นอาจมีการเติมยาระบาย เช่น ซอร์บิทอลด้วยเช่นกัน
- มันขัดขวางการไหลเวียนของยา/สารพิษบางชนิดและสารเมตาบอไลต์ของยา/สารพิษบางชนิด
- ช่วยให้ยา/สารพิษบางชนิดถูกดึงออกจากเลือดและจับกับถ่านในลำไส้ ซึ่งเป็นวิธีการ "ล้างไตในลำไส้"
การใช้ที่ไม่ถูกต้อง (เช่น เข้าไปในปอด) ส่งผลให้เกิดการสำลักในปอด ซึ่งบางครั้งอาจถึงแก่ชีวิตได้หากไม่ได้รับการรักษาพยาบาลทันที การใช้ถ่านกัมมันต์มีข้อห้ามเมื่อสารที่กินเข้าไปเป็นกรด อัลคาไล หรือผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม
สำหรับใช้ก่อนเข้าโรงพยาบาล จะมาในหลอดหรือขวดพลาสติก โดยทั่วไปปริมาณ 12.5 หรือ 25 กรัม ผสมกับน้ำแล้ว ชื่อทางการค้า ได้แก่ InstaChar, SuperChar, Actidose และ Liqui-Char แต่โดยทั่วไปจะเรียกง่ายๆ ว่า Activated Charcoal
เนื่องจากเป็นยาที่จำหน่ายหน้าเคาน์เตอร์ จึงมักใช้รักษาอาการท้องเสียเล็กน้อย
การทำให้บริสุทธิ์ด้วยแก๊ส
ตัวกรองที่มีถ่านกัมมันต์มักจะใช้ในการฟอกอากาศอัดและก๊าซเพื่อกำจัดไอน้ำมัน กลิ่น และไฮโดรคาร์บอนอื่นๆ ออกจากอากาศ การออกแบบที่พบบ่อยที่สุดใช้หลักการกรองแบบ 1 ขั้นตอนหรือ 2 ขั้นตอน โดยที่ถ่านกัมมันต์ฝังอยู่ในวัสดุกรอง ถ่านกัมมันต์ยังใช้ในระบบช่วยชีวิตปฐมภูมิของชุดอวกาศอีกด้วย
การทำเครื่องดื่มแอลกอฮอล์กลั่นให้บริสุทธิ์
ตัวกรองคาร์บอนกัมมันต์สามารถใช้เพื่อกรองวอดก้าและวิสกี้ของสิ่งสกปรกอินทรีย์ เนื่องจากถ่านกัมมันต์จับกับแอลกอฮอล์ได้ไม่ดี เปอร์เซ็นต์ของเอทานอลจึงไม่ได้รับผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญ แต่คาร์บอนจะจับและกำจัดสิ่งเจือปนอินทรีย์จำนวนมากซึ่งอาจส่งผลต่อสี รสชาติ และกลิ่น
การขัดปรอทจากสแต็คแก๊ส
ถ่านกัมมันต์ซึ่งมักถูกชุบด้วยไอโอดีนหรือซัลเฟอร์ ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อดักจับการปล่อยสารปรอทจากโรงไฟฟ้าถ่านหิน เตาเผาทางการแพทย์ และจากก๊าซธรรมชาติที่หัวหลุมผลิต คาร์บอนนี้เป็นผลิตภัณฑ์พิเศษแต่มักไม่ถูกรีไซเคิล
ถ่านกัมมันต์ที่มีสารปรอทจำนวนมากทำให้เกิดปัญหาในการกำจัด หากถ่านกัมมันต์มีปรอทน้อยกว่า 260 ส่วนในล้านส่วน (ppm) กฎระเบียบของรัฐบาลกลางอนุญาตให้มีความเสถียร (เช่น ติดอยู่ในคอนกรีต) เพื่อฝังกลบ อย่างไรก็ตาม ของเสียที่มีปริมาณมากกว่า 260 ppm จะถูกจัดอยู่ในประเภทย่อย "สารปรอทสูง" และถูกห้ามฝังกลบ (กฎการห้ามที่ดิน) ขณะนี้วัสดุนี้สะสมอยู่ในโกดังและในเหมืองร้างลึกในอัตราประมาณ 1,000 ตันต่อปี











