JultikaUniversity of Oulu repository

Tiivistelmä

Aktiivihiili on maailman käytetyin adsorbentti. Sitä tuotetaan vuosittain merkittäviä määriä ja tutkitaan jatkuvasti eri puolilla maailmaa. Aktiivihiilellä saa puhdistettua jäteveden epäpuhtauksista sen huokoisuuden ansiosta. Aktiivihiiltä voidaan valmistaa biomassapohjaisista materiaaleista, kuten sahanpurusta. Aktivoinnin ja aktiivihiileen tehtyjen käsittelyjen myötä, sen pinnalle muodostuu myös erilaisia funktionaalisia ryhmiä, jotka parantavat adsorptiota. Funktionaalisia ryhmiä voi havaita erilaisilla analyysimenetelmillä, kuten IR, FTIR, XPS, Boehm-titraus ja XRD. Aktiivihiilen adsorptiokapasiteetti määritetään panos- tai kolonnikokeilla.

Tähän kirjallisuuskatsaukseen on kerätty tietoa aktiivihiilistä, joita on käsitelty mm. hapetusmenetelmällä, urea/melamiini-seoksella, lämpökäsittelyllä ja aktivointireagensseilla. Kirjallisuuskatsauksessa siis esitellään tutkimuksia, joissa on (esi)käsitelty puupohjaisia aktiivihiiliä ja/tai käytetty erilaisia aktivointimenetelmiä. Lisäksi esitellään tutkimuksissa havaitut funktionaaliset ryhmät. Funktionaalisuutta on tutkittu erilaisilla analyysimenetelmillä, jotka on myös esitelty tässä tutkimuksessa. Aktiivihiilten adsorptiokapasiteetteja alkuperäisten ja aktivoitujen materiaalin välillä vertaillaan todisteena adsorption parantumisesta.

Yleisimmät funktionaaliset ryhmät, joita havaittiin puupohjaisen aktiivihiilen pinnalla, olivat -C=O, -C-O, -C-C-, -C=C- ja -OH. Kyseisten funktionaalisten ryhmien fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet tukevat jätevesien epäpuhtauksien adsorptiota aktiivihiileen. Käsittelemättömissäkin aktiivihiilissä havaitaan näitä ryhmiä, mutta lisäkäsittelyt tehostavat adsorptiota. Pro gradu -tutkielmassa tarkastellut tutkimukset osoittivat, että hapetus on varma valinta adsorption parantamiseen epäpuhtaudesta riippumatta. Muut käsittelytavat toimivat joissakin tutkimuksissa, mutta tutkimusten niukkuus rajoittaa yleistysten muodostamista