Aktivkohle

Aktivkohle ⓘ

Aktivkohle, auch Aktivkohle genannt, ist eine Form von Kohlenstoff, die unter anderem zum Filtern von Verunreinigungen aus Wasser und Luft verwendet wird. Sie wird so verarbeitet (aktiviert), dass sie kleine, kleinvolumige Poren aufweist, die die für die Adsorption (was nicht dasselbe ist wie Absorption) oder chemische Reaktionen verfügbare Oberfläche vergrößern. Die Aktivierung ist vergleichbar mit der Herstellung von Popcorn aus getrockneten Maiskörnern: Popcorn ist leicht, fluffig und hat eine viel größere Oberfläche als die Körner. Aktiviert wird manchmal durch aktiv ersetzt. ⓘ

Aufgrund ihrer hohen Mikroporosität hat ein Gramm Aktivkohle eine Oberfläche von mehr als 3.000 m² (32.000 sq ft), die durch Gasadsorption bestimmt wird. Aktivkohle hat vor der Aktivierung eine spezifische Oberfläche im Bereich von 2,0 - 5,0 m²/g. Ein für eine sinnvolle Anwendung ausreichender Aktivierungsgrad kann allein durch eine hohe Oberfläche erreicht werden. Eine weitere chemische Behandlung verbessert häufig die Adsorptionseigenschaften. ⓘ

Aktivkohle wird in der Regel aus Abfallprodukten wie Kokosnussschalen gewonnen; auch Abfälle aus Papierfabriken wurden als Quelle untersucht. Diese Massenprodukte werden in Holzkohle umgewandelt, bevor sie "aktiviert" werden. Wird sie aus Kohle gewonnen, so spricht man von Aktivkohle. Aktivierter Koks wird aus Koks gewonnen. ⓘ

Hellfeldmikroskopie granulierter Aktivkohle. Die brüchige Struktur der Kohlepartikel deutet auf die enorme Größe der Oberfläche hin. Jedes Partikel auf dem Bild mit einem Durchmesser von etwa 0,1 mm hat eine Oberfläche von mehreren Quadratzentimetern. ⓘ

Rasterelektronenmikroskopie eines Aktivkohlepellets ⓘ

Aktivkohle, kurz A-Kohle, auch medizinische Kohle (lateinisch Carbo medicinalis) genannt, ist poröser, feinkörniger Kohlenstoff mit großer innerer Oberfläche, der als Adsorptionsmittel unter anderem in Chemie, Medizin, Trinkwasseraufbereitung, Abwasserbehandlung sowie Lüftungs- und Klimatechnik eingesetzt wird. Aktivkohle kommt granuliert oder gepresst in Tablettenform (Kohlekompretten) zum Einsatz. Ebenso dient sie als Trägermaterial von Katalysatoren für die heterogene Katalyse. ⓘ

Verwendungen

Aktivkohle wird in der Methan- und Wasserstoffspeicherung, der Luftreinigung, der kapazitiven Deionisierung, der superkapazitiven Swing-Adsorption, der Lösungsmittelrückgewinnung, der Entkoffeinierung, der Goldreinigung, der Metallextraktion, der Wasserreinigung, der Medizin, der Abwasserbehandlung, als Luftfilter in Atemschutzgeräten, als Filter in Druckluft, zur Zahnaufhellung, zur Herstellung von Chlorwasserstoff und für viele andere Anwendungen eingesetzt. ⓘ

Industrie

Eine wichtige industrielle Anwendung ist der Einsatz von Aktivkohle in der Metallveredelung zur Reinigung von Galvanisierungslösungen. Sie ist zum Beispiel die wichtigste Reinigungstechnik zur Entfernung organischer Verunreinigungen aus Lösungen für die Glanzvernickelung. Zur Verbesserung der Abscheidungsqualität und zur Verbesserung von Eigenschaften wie Glanz, Glätte, Duktilität usw. werden den Galvanisierungslösungen eine Reihe organischer Chemikalien zugesetzt. Durch den Durchgang von Gleichstrom und die elektrolytischen Reaktionen der anodischen Oxidation und kathodischen Reduktion erzeugen organische Zusätze unerwünschte Abbauprodukte in der Lösung. Ihre übermäßige Anreicherung kann die Qualität der Beschichtung und die physikalischen Eigenschaften des abgeschiedenen Metalls beeinträchtigen. Durch die Behandlung mit Aktivkohle werden solche Verunreinigungen entfernt und die Beschichtungsleistung auf das gewünschte Niveau gebracht. ⓘ

Medizinische

Aktivkohle für medizinische Zwecke ⓘ

Aktivkohle wird zur Behandlung von Vergiftungen und Überdosierungen nach oraler Einnahme verwendet. Aktivkohletabletten oder -kapseln werden in vielen Ländern als frei verkäufliches Medikament zur Behandlung von Durchfall, Verdauungsstörungen und Blähungen eingesetzt. Aktivkohle zeigt jedoch keine Wirkung bei Blähungen und Durchfall und ist in der Regel medizinisch unwirksam, wenn die Vergiftung durch die Einnahme von ätzenden Stoffen, Borsäure oder Erdölprodukten verursacht wurde, und ist besonders unwirksam bei Vergiftungen durch starke Säuren oder Basen, Zyanid, Eisen, Lithium, Arsen, Methanol, Ethanol oder Ethylenglykol. Aktivkohle kann nicht verhindern, dass diese Chemikalien in den menschlichen Körper aufgenommen werden. Sie steht auf der Liste der unentbehrlichen Arzneimittel der Weltgesundheitsorganisation. ⓘ

Eine unsachgemäße Anwendung (z. B. in die Lunge) führt zu einer Lungenaspiration, die manchmal tödlich sein kann, wenn keine sofortige medizinische Behandlung eingeleitet wird. ⓘ

Analytische Chemie

Aktivkohle wird in Kombination mit Celit (50 % w/w) als stationäre Phase bei der chromatographischen Niederdrucktrennung von Kohlenhydraten (Mono-, Di-, Trisaccharide) unter Verwendung von Ethanollösungen (5-50 %) als mobile Phase in analytischen oder präparativen Protokollen verwendet. ⓘ

Aktivkohle eignet sich für die Extraktion direkter oraler Antikoagulantien (DOACs) wie Dabigatran, Apixaban, Rivaroxaban und Edoxaban aus Blutplasmaproben. Zu diesem Zweck wurden "Minitabletten" hergestellt, die jeweils 5 mg Aktivkohle zur Behandlung von 1 ml DOAC-Proben enthalten. Da diese Aktivkohle keine Auswirkungen auf Blutgerinnungsfaktoren, Heparin oder die meisten anderen Antikoagulanzien hat, kann eine Plasmaprobe auf Anomalien untersucht werden, die sonst von den DOACs beeinflusst werden. ⓘ

Umwelt

Aktivkohle wird normalerweise in Wasserfiltrationssystemen verwendet. In dieser Abbildung befindet sich die Aktivkohle in der vierten Ebene (von unten gezählt). ⓘ

Die Aktivkohleadsorption hat zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten bei der Entfernung von Schadstoffen aus Luft- oder Wasserströmen, sowohl in der Praxis als auch in industriellen Prozessen, wie z. B.:

• Reinigung von Leckagen
• Grundwassersanierung
• Trinkwasserfiltration
• Luftreinigung
• Abscheidung flüchtiger organischer Verbindungen aus Lackieranlagen, chemischen Reinigungen, Benzinzapfanlagen und anderen Prozessen
• Rückgewinnung flüchtiger organischer Verbindungen (Lösungsmittelrückgewinnungssysteme, SRU) aus flexiblen Verpackungs-, Verarbeitungs-, Beschichtungs- und anderen Verfahren. ⓘ

Während der frühen Umsetzung des Safe Drinking Water Act von 1974 in den USA entwickelten EPA-Beamte eine Vorschrift, die vorsah, dass Trinkwasseraufbereitungssysteme körnige Aktivkohle verwenden müssen. Wegen der hohen Kosten stieß die so genannte GAC-Regel landesweit auf den heftigen Widerstand der Wasserversorgungsbranche, einschließlich der größten Wasserversorgungsunternehmen in Kalifornien. Daher hat die Behörde die Vorschrift aufgehoben. Die Aktivkohlefiltration ist aufgrund ihrer Multifunktionalität eine wirksame Wasseraufbereitungsmethode. Es gibt bestimmte Arten von Aktivkohlefiltrationsverfahren und -ausrüstungen, die je nach Verunreinigung angezeigt sind. ⓘ

Aktivkohle wird auch für die Messung der Radonkonzentration in der Luft verwendet. ⓘ

Landwirtschaft

Aktivkohle (Holzkohle) ist eine zugelassene Substanz, die von Biobauern sowohl in der Viehzucht als auch bei der Weinherstellung verwendet wird. In der Tierhaltung wird sie als Schädlingsbekämpfungsmittel, Futtermittelzusatz, Verarbeitungshilfsstoff, nichtlandwirtschaftliche Zutat und Desinfektionsmittel verwendet. In der ökologischen Weinbereitung ist Aktivkohle als Verarbeitungshilfsmittel zugelassen, um braune Farbpigmente aus weißen Traubenkonzentraten zu adsorbieren. Manchmal wird sie auch als Biokohle verwendet. ⓘ

Reinigung von destillierten alkoholischen Getränken

Aktivkohlefilter (AC-Filter) können verwendet werden, um Wodka und Whiskey von organischen Verunreinigungen zu befreien, die Farbe, Geschmack und Geruch beeinträchtigen können. Lässt man einen organisch verunreinigten Wodka mit der richtigen Durchflussmenge durch einen Aktivkohlefilter laufen, erhält man einen Wodka mit identischem Alkoholgehalt und deutlich höherer organischer Reinheit, was sich in Geruch und Geschmack niederschlägt. ⓘ

Lagerung von Kraftstoff

In der Forschung wird die Fähigkeit verschiedener Aktivkohlen zur Speicherung von Erdgas und Wasserstoffgas getestet. Das poröse Material wirkt wie ein Schwamm für verschiedene Arten von Gasen. Das Gas wird durch Van-der-Waals-Kräfte von dem Kohlenstoffmaterial angezogen. Einige Kohlenstoffe haben Bindungsenergien von 5-10 kJ pro Mol erreicht. Das Gas kann dann bei höheren Temperaturen desorbiert und entweder verbrannt werden, um Arbeit zu verrichten, oder - im Falle von Wasserstoffgas - zur Verwendung in einer Wasserstoff-Brennstoffzelle extrahiert werden. Die Gasspeicherung in Aktivkohle ist eine attraktive Methode zur Gasspeicherung, da das Gas in einer Umgebung mit niedrigem Druck, geringer Masse und geringem Volumen gespeichert werden kann, was wesentlich praktikabler ist als sperrige Drucktanks in Fahrzeugen. Das Energieministerium der Vereinigten Staaten hat bestimmte Ziele festgelegt, die im Bereich der Forschung und Entwicklung von nanoporösen Kohlenstoffmaterialien erreicht werden sollen. Alle Ziele sind noch nicht erreicht, aber zahlreiche Einrichtungen, darunter das ALL-CRAFT-Programm, arbeiten weiter auf diesem Gebiet. ⓘ

Reinigung von Gasen

Filter mit Aktivkohle werden normalerweise in der Druckluft- und Gasreinigung eingesetzt, um Öldämpfe, Gerüche und andere Kohlenwasserstoffe aus der Luft zu entfernen. Die gebräuchlichsten Ausführungen verwenden ein 1-stufiges oder 2-stufiges Filtrationsprinzip, bei dem Aktivkohle in das Filtermedium eingebettet ist. ⓘ

Aktivkohlefilter werden eingesetzt, um radioaktive Gase in der Luft zurückzuhalten, die aus dem Turbinenkondensator eines Siedewasserreaktors abgesaugt wird. Die großen Aktivkohlebetten adsorbieren diese Gase und halten sie zurück, während sie schnell zu nicht-radioaktiven festen Stoffen zerfallen. Die Feststoffe werden in den Holzkohlepartikeln eingeschlossen, während die gefilterte Luft durchgelassen wird. ⓘ

Chemische Reinigung

Aktivkohle wird im Labormaßstab häufig zur Reinigung von Lösungen organischer Moleküle verwendet, die unerwünschte farbige organische Verunreinigungen enthalten. ⓘ

Die Filtration über Aktivkohle wird in der Feinchemie und Pharmazie im großen Maßstab für den gleichen Zweck eingesetzt. Die Aktivkohle wird entweder mit der Lösung vermischt und dann abfiltriert oder in einem Filter immobilisiert. ⓘ

Quecksilberwäschen

Aktivkohle, die häufig mit Schwefel oder Jod versetzt ist, wird in großem Umfang eingesetzt, um Quecksilberemissionen aus Kohlekraftwerken, medizinischen Verbrennungsanlagen und aus Erdgas am Bohrlochkopf abzufangen. Trotz ihrer Wirksamkeit ist Aktivkohle jedoch teuer in der Anwendung. ⓘ

Da sie oft nicht recycelt wird, stellt die quecksilberhaltige Aktivkohle ein Entsorgungsproblem dar. Wenn die Aktivkohle weniger als 260 ppm Quecksilber enthält, kann sie gemäß den US-Bundesvorschriften stabilisiert (z. B. in Beton eingeschlossen) und auf einer Deponie abgelagert werden. Abfälle mit einem Quecksilbergehalt von mehr als 260 ppm fallen jedoch in die Unterkategorie der Abfälle mit hohem Quecksilbergehalt und dürfen nicht deponiert werden (Land-Ban Rule). Dieses Material sammelt sich nun in Lagerhäusern und in tiefen, stillgelegten Bergwerken mit einer geschätzten Menge von 100 Tonnen pro Jahr an. ⓘ

Das Problem der Entsorgung von quecksilberhaltiger Aktivkohle stellt sich nicht nur in den Vereinigten Staaten. In den Niederlanden wird dieses Quecksilber weitgehend zurückgewonnen und die Aktivkohle durch vollständige Verbrennung unter Bildung von Kohlendioxid (CO₂) entsorgt. ⓘ

Lebensmittelzusatzstoff

Aktivkohle in Lebensmittelqualität wurde 2016 zu einem Lebensmitteltrend. Sie wird als Zusatzstoff verwendet, um Produkten wie Hotdogs, Eiscreme, Pizzaböden und Bagels einen "leicht rauchigen" Geschmack und eine dunkle Färbung zu verleihen. Menschen, die Medikamente einnehmen, darunter Antibabypillen und Antidepressiva, wird geraten, neuartige Lebensmittel oder Getränke zu meiden, die mit Aktivkohle gefärbt sind, da die Medikamente dadurch unwirksam werden können. ⓘ

Hautpflege

Die absorbierenden Eigenschaften von Aktivkohle haben sie zu einem beliebten Zusatzstoff in vielen Hautpflegeprodukten gemacht. Produkte wie Aktivkohleseifen, Aktivkohle-Gesichtsmasken und Peelings kombinieren die Absorptionsfähigkeit der Aktivkohle mit der Reinigungswirkung von Seife. ⓘ

Struktur von Aktivkohle

Die Struktur von Aktivkohle ist seit langem Gegenstand von Diskussionen. In einem 2006 veröffentlichten Buch haben Harry Marsh und Francisco Rodríguez-Reinoso mehr als 15 Modelle für die Struktur in Betracht gezogen, ohne zu einer endgültigen Entscheidung darüber zu kommen, welches richtig ist. Jüngste Arbeiten mit Hilfe der aberrationskorrigierten Transmissions-Elektronenmikroskopie legen nahe, dass Aktivkohle eine mit den Fullerenen verwandte Struktur mit fünfeckigen und siebeneckigen Kohlenstoffringen haben könnte. ⓘ

Gewinnung

Aktivkohle ⓘ

Aktivkohle wird aus pflanzlichen, tierischen, mineralischen oder petrochemischen Stoffen wie Braun-, Steinkohle oder verschiedenen Kunststoffen hergestellt. Bei der Wasserstoffherstellung mittels des Kværner-Verfahrens fällt Aktivkohle als Nebenprodukt an. Aktivkohle aus Ausgangsmaterialien wie Holz, Torf, Kokosfaser und Nussschalen wird auch als Pflanzenkohle bezeichnet. Als Tierkohle, lat. carbo animalis, wird Aktivkohle bezeichnet, die aus tierischem Blut (Blutkohle) oder aus Knochen (Knochenkohle) hergestellt wird. Mit Zuckerkohle wird eine Aktivkohle bezeichnet, die aus Glucose oder einem anderen Zucker als Ausgangsprodukt hergestellt wird. ⓘ

Für die Herstellung und Aktivierung sind zwei Verfahren anwendbar:

• die Gasaktivierung und
• die chemische Aktivierung ⓘ

Bei der Herstellung mit chemischer Aktivierung wird ein Gemisch von unverkohltem Ausgangsmaterial mit Chemikalien behandelt. Dies geschieht im Allgemeinen durch Verwendung mit Dehydratisierungsmitteln (z. B. Zinkchlorid oder Phosphorsäure) bei 500–900 °C. Ein anderes Verfahren ist die trockene Destillation (Verkokung), bei der das Material in einer sauerstofffreien Atmosphäre erhitzt und flüchtige Bestandteile bei Temperaturen um die 800 °C ausgetrieben werden. Die so erhaltene Rohaktivkohle wird anschließend oxidativ aktiviert bei 700–1000 °C mit Wasserdampf oder Kohlendioxid, zum Teil auch mit Luft. Bei dieser Aktivierung wird ein Teil des Kohlenstoffs nach dem Wassergasverfahren in Kohlenstoffmonoxid umgewandelt, wodurch zusätzliche Poren entstehen und die Oberfläche der Kohle vergrößert wird. ⓘ

Für einige Verwendungszwecke wird die Aktivkohle mit weiteren Chemikalien behandelt (imprägniert), um die Abscheidewirkung zu verbessern. Filterkohle für Atemfilter in Gasmasken wird mit Metallsalzen belegt, was die Abscheidewirkung für viele chemische Giftstoffe verbessert. Aktivkohle mit einer Silberbelegung ist für die Trinkwasserfilterung besonders gut geeignet. Eine Verkeimung dieser Filter im Betrieb wird durch das Silber weitgehend unterdrückt. ⓘ

Das niederländische Unternehmen Norit NV, das zur Cabot Corporation gehört, ist der weltweit größte Hersteller von Aktivkohle. Haycarb, ein auf Kokosnussschalen basierendes Unternehmen aus Sri Lanka, kontrolliert 16 % des Weltmarktanteils. ⓘ

Klassifizierung

Aktivkohlen sind komplexe Produkte, die sich aufgrund ihres Verhaltens, ihrer Oberflächeneigenschaften und anderer grundlegender Kriterien nur schwer klassifizieren lassen. Für allgemeine Zwecke wird jedoch eine grobe Klassifizierung auf der Grundlage ihrer Größe, ihrer Zubereitungsmethoden und ihrer industriellen Anwendungen vorgenommen. ⓘ

Aktivkohle in Pulverform

Eine mikroskopische Aufnahme von Aktivkohle (R 1) unter Hellfeldbeleuchtung auf einem Lichtmikroskop. Man beachte die fraktalartige Form der Partikel, die auf ihre enorme Oberfläche hinweist. Jedes Teilchen in diesem Bild kann trotz eines Durchmessers von nur etwa 0,1 mm eine Oberfläche von mehreren Quadratzentimetern haben. Das gesamte Bild deckt einen Bereich von etwa 1,1 x 0,7 mm ab, und die Version mit voller Auflösung hat einen Maßstab von 6,236 Pixel/μm. ⓘ

Normalerweise werden Aktivkohlen (R 1) in Form von Pulvern oder feinen Körnchen mit einer Größe von weniger als 1,0 mm und einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,15 bis 0,25 mm hergestellt. Sie weisen daher ein großes Oberflächen-Volumen-Verhältnis mit einer geringen Diffusionsdistanz auf. Aktivkohle (R 1) ist definiert als die Aktivkohlepartikel, die auf einem 50-Maschen-Sieb (0,297 mm) zurückgehalten werden. ⓘ

Aktivkohle in Pulverform (PAC) ist ein feineres Material. AKPF besteht aus zerkleinerten oder gemahlenen Kohlenstoffpartikeln, von denen 95-100 % durch ein bestimmtes Maschensieb fallen. Die ASTM klassifiziert Partikel, die durch ein 80-Maschensieb (0,177 mm) und kleiner gehen, als PAK. Es ist nicht üblich, AKPF in einem speziellen Behälter zu verwenden, da dies mit einem hohen Druckverlust verbunden wäre. Stattdessen wird AKPF im Allgemeinen direkt in andere Prozesseinheiten wie Rohwassereinläufe, Schnellmischbecken, Klärbecken und Schwerkraftfilter gegeben. ⓘ

Granulierte Aktivkohle

Eine mikroskopische Aufnahme von Aktivkohle (GAC) unter dem Rasterelektronenmikroskop ⓘ

Granulierte Aktivkohle (GAC) hat im Vergleich zu pulverförmiger Aktivkohle eine relativ größere Partikelgröße und weist daher eine kleinere äußere Oberfläche auf. Die Diffusion des Adsorbats ist daher ein wichtiger Faktor. Diese Kohlen sind für die Adsorption von Gasen und Dämpfen geeignet, da gasförmige Stoffe schnell diffundieren. Granulierte Aktivkohle wird für die Luftfiltration und die Wasseraufbereitung sowie für die allgemeine Desodorierung und die Trennung von Komponenten in Durchflusssystemen und in Schnellmischbecken verwendet. GAC kann entweder in granulierter oder extrudierter Form hergestellt werden. GAC wird durch Größen wie 8×20, 20×40 oder 8×30 für Flüssigphasenanwendungen und 4×6, 4×8 oder 4×10 für Dampfphasenanwendungen gekennzeichnet. Eine 20×40-Kohle besteht aus Partikeln, die durch ein US-Standard-Maschensieb Nr. 20 (0,84 mm) hindurchgehen (im Allgemeinen als 85 % durchlässig angegeben), aber auf einem US-Standard-Maschensieb Nr. 40 (0,42 mm) zurückgehalten werden (im Allgemeinen als 95 % zurückgehalten). AWWA (1992) B604 verwendet das 50-Maschen-Sieb (0,297 mm) als Mindestgröße für AKPF. Die beliebtesten Wasserphasen-Aktivkohlen sind die Größen 12×40 und 8×30, da sie ein gutes Gleichgewicht zwischen Größe, Oberfläche und Druckverlust aufweisen. ⓘ

Extrudierte Aktivkohle (EAC)

Extrudierte Aktivkohle (EAC) kombiniert pulverförmige Aktivkohle mit einem Bindemittel, die miteinander verschmolzen und zu einem zylinderförmigen Aktivkohleblock mit Durchmessern von 0,8 bis 130 mm extrudiert werden. Diese werden aufgrund ihres geringen Druckabfalls, ihrer hohen mechanischen Festigkeit und ihres geringen Staubanteils hauptsächlich für Gasphasenanwendungen eingesetzt. Sie werden auch als CTO-Filter (Chlorine, Taste, Odor) verkauft. ⓘ

Perlen-Aktivkohle (BAC)

Perlenaktivkohle (BAC) wird aus Erdölpech hergestellt und in Durchmessern von etwa 0,35 bis 0,80 mm geliefert. Ähnlich wie EAC zeichnet sie sich durch einen geringen Druckverlust, hohe mechanische Festigkeit und geringen Staubgehalt aus, hat aber eine kleinere Korngröße. Aufgrund ihrer kugelförmigen Form wird sie bevorzugt für Wirbelschichtanwendungen wie die Wasserfiltration eingesetzt. ⓘ

Imprägnierte Kohle

Poröse Kohlen, die verschiedene Arten von anorganischen Imprägnierungen wie Jod und Silber enthalten. Auch Kationen wie Aluminium, Mangan, Zink, Eisen, Lithium und Kalzium wurden für spezielle Anwendungen in der Luftreinhaltung, insbesondere in Museen und Galerien, hergestellt. Aufgrund ihrer antimikrobiellen und antiseptischen Eigenschaften wird mit Silber beladene Aktivkohle als Adsorptionsmittel für die Reinigung von Haushaltswasser verwendet. Trinkwasser kann aus natürlichem Wasser gewonnen werden, indem dieses mit einer Mischung aus Aktivkohle und Aluminiumhydroxid Al(OH)₃, einem Flockungsmittel, behandelt wird. Imprägnierte Kohlen werden auch für die Adsorption von Schwefelwasserstoff (H₂S) und Thiolen verwendet. Es wurden Adsorptionsraten für H₂S von bis zu 50 Gewichtsprozent berichtet. ⓘ

Polymerbeschichteter Kohlenstoff

Hierbei handelt es sich um ein Verfahren, bei dem ein poröser Kohlenstoff mit einem biokompatiblen Polymer beschichtet werden kann, um eine glatte und durchlässige Schicht zu erhalten, ohne die Poren zu verstopfen. Der so entstandene Kohlenstoff ist für die Hämoperfusion geeignet. Hämoperfusion ist eine Behandlungstechnik, bei der große Mengen des Blutes des Patienten über ein Adsorptionsmittel geleitet werden, um toxische Substanzen aus dem Blut zu entfernen. ⓘ

Gewebtes Aktivkohletuch ⓘ

Gewebte Aktivkohle

Es gibt eine Technologie, bei der technische Zellwollfasern zu Aktivkohletüchern für die Kohlefilterung verarbeitet werden. Die Adsorptionskapazität von Aktivkohletuch ist größer als die von Aktivkohle (BET-Theorie) Oberfläche: 500-1500 m²/g, Porenvolumen: 0,3-0,8 cm³/g). Dank der verschiedenen Formen des aktivierten Materials kann es in einem breiten Spektrum von Anwendungen eingesetzt werden (Superkondensatoren, [Geruchsabsorber [1]CBRN-Abwehrindustrie usw.). ⓘ

Eigenschaften

Aktivkohlebrot, das auf einem Bauernmarkt verkauft wird. ⓘ

Ein Gramm Aktivkohle kann eine Oberfläche von mehr als 500 m2 haben, wobei 3.000 m2 leicht erreicht werden können. Kohlenstoff-Aerogele sind zwar teurer, haben aber eine noch größere Oberfläche und werden für spezielle Anwendungen eingesetzt. ⓘ

Unter dem Elektronenmikroskop werden die großflächigen Strukturen der Aktivkohle sichtbar. Einzelne Partikel sind stark gefaltet und weisen verschiedene Arten von Porosität auf; es kann viele Bereiche geben, in denen flache Oberflächen aus graphitähnlichem Material parallel zueinander verlaufen, die nur durch wenige Nanometer oder so voneinander getrennt sind. Diese Mikroporen bieten hervorragende Bedingungen für die Adsorption, da das adsorbierende Material mit vielen Oberflächen gleichzeitig in Wechselwirkung treten kann. Tests des Adsorptionsverhaltens werden in der Regel mit Stickstoffgas bei 77 K unter Hochvakuum durchgeführt, aber im Alltag ist Aktivkohle durchaus in der Lage, durch Adsorption aus ihrer Umgebung das Äquivalent von flüssigem Wasser aus Wasserdampf bei 100 °C und einem Druck von 1/10.000 einer Atmosphäre zu erzeugen. ⓘ

James Dewar, der Wissenschaftler, nach dem die Dewar-Flasche (Vakuumflasche) benannt ist, verbrachte viel Zeit mit der Untersuchung von Aktivkohle und veröffentlichte eine Arbeit über ihre Adsorptionsfähigkeit für Gase. In dieser Arbeit entdeckte er, dass das Abkühlen der Kohle auf die Temperatur von flüssigem Stickstoff es ihr ermöglichte, erhebliche Mengen zahlreicher Gase aus der Luft zu adsorbieren, die dann wieder aufgenommen werden konnten, indem man die Kohle einfach wieder erwärmen ließ, und dass Kohle auf Kokosnussbasis für diesen Effekt besser geeignet war. Als Beispiel führt er Sauerstoff an, wobei die Aktivkohle unter Standardbedingungen typischerweise die atmosphärische Konzentration (21 %) adsorbiert, aber über 80 % Sauerstoff freisetzt, wenn die Kohle zunächst auf niedrige Temperaturen abgekühlt wird. ⓘ

Physikalisch gesehen bindet Aktivkohle Stoffe durch die Van-der-Waals-Kraft oder die Londoner Dispersionskraft. ⓘ

Aktivkohle bindet nicht gut an bestimmte Chemikalien, darunter Alkohole, Diole, starke Säuren und Basen, Metalle und die meisten anorganischen Stoffe wie Lithium, Natrium, Eisen, Blei, Arsen, Fluor und Borsäure. ⓘ

Aktivkohle adsorbiert Jod sehr gut. Die Jodkapazität, mg/g, (ASTM D28 Standardmethode) kann als Hinweis auf die Gesamtoberfläche verwendet werden. ⓘ

Kohlenmonoxid wird von Aktivkohle nicht gut adsorbiert. Dies ist besonders für diejenigen von Bedeutung, die das Material in Filtern für Atemschutzmasken, Abzugshauben oder anderen Gasüberwachungssystemen verwenden, da das Gas für die menschlichen Sinne nicht nachweisbar, stoffwechselanfällig und neurotoxisch ist. ⓘ

Im Internet finden sich ausführliche Listen der üblichen industriellen und landwirtschaftlichen Gase, die von Aktivkohle adsorbiert werden. ⓘ

Aktivkohle kann als Substrat für den Einsatz verschiedener Chemikalien verwendet werden, um die Adsorptionsfähigkeit für einige anorganische (und problematische organische) Verbindungen wie Schwefelwasserstoff (H2S), Ammoniak (NH3), Formaldehyd (HCOH), Quecksilber (Hg) und radioaktives Jod-131 (¹³¹I) zu verbessern. Diese Eigenschaft wird als Chemisorption bezeichnet. ⓘ

Aktivkohle ist brennbar und besteht überwiegend aus Kohlenstoff (meist > 90 %) mit hochporöser Struktur. Die Poren sind offenporig und wie bei einem Schwamm untereinander verbunden. Die innere Oberfläche beträgt zwischen 300 und 2000 m²/g Kohle, damit entspricht die innere Oberfläche von vier Gramm Aktivkohle ungefähr der Fläche eines Fußballfeldes. Die Dichte von Aktivkohle liegt im Bereich von 0,2 bis 0,6 g/cm³. ⓘ

Die Porengröße und die Porengrößenverteilung teilt man in vier Größenordnungen ein: Submikroporen (< 0,4 nm), Mikroporen (0,1 bis 2 nm), Mesoporen (auch Übergangsporen genannt, 2 bis 50 nm) und Makroporen (> 50 nm). ⓘ

Makro- und Mesoporen sind die Zugangswege für Gase oder Flüssigkeiten in das Innere der Kohlen und wesentlich an Diffusions- und Stofftransportvorgängen in tieferliegende Bereiche des Korns beteiligt. Der überwiegende Anteil der Adsorption erfolgt an der Oberfläche der Mikroporen. Die Größe dieses Bereiches bestimmt die wirksame Oberfläche und damit die Adsorptionseigenschaften einer Kohle. Die Größe der inneren Oberfläche im Verhältnis zum Volumen einer Aktivkohle zeigen die nachfolgenden Daten. Bei einem Würfel mit einer Kantenlänge von 1 cm übersteigt die innere Oberfläche die äußere um mehr als den Faktor 100.000. ⓘ

Grundsätzlich steigt die Adsorbierbarkeit einer Verbindung mit

• steigendem Molekülgewicht
• steigender Anzahl funktioneller Gruppen wie Doppelbindungen oder Halogenliganden
• steigender Polarisierbarkeit des Moleküls. ⓘ

Jodzahl

Viele Kohlenstoffe adsorbieren mit Vorliebe kleine Moleküle. Die Jodzahl ist der wichtigste Parameter zur Charakterisierung der Leistung von Aktivkohle. Sie ist ein Maß für das Aktivitätsniveau (eine höhere Zahl bedeutet einen höheren Aktivierungsgrad) und wird häufig in mg/g angegeben (typischer Bereich 500-1200 mg/g). Er ist ein Maß für den Mikroporengehalt der Aktivkohle (0 bis 20 Å oder bis zu 2 nm) durch Adsorption von Jod aus der Lösung. Er entspricht einer Kohlenstoffoberfläche zwischen 900 und 1100 m²/g. Sie ist das Standardmaß für Anwendungen in der Flüssigphase. ⓘ

Die Jodzahl ist definiert als die Milligramm Jod, die von einem Gramm Kohlenstoff adsorbiert werden, wenn die Jodkonzentration im Restfiltrat eine Konzentration von 0,02 normal (d. h. 0,02N) aufweist. Grundsätzlich ist die Jodzahl ein Maß für das in den Poren adsorbierte Jod und damit ein Hinweis auf das in der betreffenden Aktivkohle verfügbare Porenvolumen. Üblicherweise haben Aktivkohlen für die Wasseraufbereitung Jodzahlen zwischen 600 und 1100. Häufig wird dieser Parameter verwendet, um den Erschöpfungsgrad einer verwendeten Kohle zu bestimmen. Diese Praxis ist jedoch mit Vorsicht zu genießen, da chemische Wechselwirkungen mit dem Adsorbat die Jodaufnahme beeinflussen und zu falschen Ergebnissen führen können. Daher kann die Verwendung der Jodzahl als Maß für den Erschöpfungsgrad eines Kohlebettes nur dann empfohlen werden, wenn nachgewiesen wurde, dass es keine chemischen Wechselwirkungen mit Adsorbaten gibt, und wenn eine experimentelle Korrelation zwischen der Jodzahl und dem Erschöpfungsgrad für die jeweilige Anwendung ermittelt wurde. ⓘ

Melasse

Einige Aktivkohlen eignen sich besser für die Adsorption großer Moleküle. Die Melassezahl oder Melasseeffizienz ist ein Maß für den Mesoporengehalt der Aktivkohle (größer als 20 Å oder größer als 2 nm) durch Adsorption von Melasse aus der Lösung. Eine hohe Melassezahl deutet auf eine hohe Adsorption von großen Molekülen hin (Bereich 95-600). Caramel dp (Entfärbungsleistung) ist ähnlich wie die Melassenzahl. Der Melassewirkungsgrad wird als Prozentsatz angegeben (Bereich 40%-185%) und entspricht der Melassenzahl (600 = 185%, 425 = 85%). Die europäische Melassezahl (Bereich 525-110) steht in umgekehrter Beziehung zur nordamerikanischen Melassezahl. ⓘ

Die Melassenzahl ist ein Maß für den Entfärbungsgrad einer Standardmelasselösung, die gegen standardisierte Aktivkohle verdünnt und standardisiert wurde. Aufgrund der Größe der Farbkörper stellt die Melassezahl das potenzielle Porenvolumen dar, das für größere adsorbierende Arten zur Verfügung steht. Da bei einer bestimmten Abwasseranwendung möglicherweise nicht das gesamte Porenvolumen für die Adsorption zur Verfügung steht und ein Teil des Adsorbats in kleinere Poren eindringen kann, ist sie kein gutes Maß für den Wert einer bestimmten Aktivkohle für eine bestimmte Anwendung. Häufig ist dieser Parameter nützlich, um eine Reihe von Aktivkohlen hinsichtlich ihrer Adsorptionsraten zu bewerten. Bei zwei Aktivkohlen mit ähnlichem Porenvolumen für die Adsorption hat diejenige mit der höheren Melassenzahl in der Regel größere Zuführungsporen, was zu einem effizienteren Transfer von Adsorbat in den Adsorptionsraum führt. ⓘ

Gerbstoff

Gerbstoffe sind eine Mischung aus großen und mittleren Molekülen. Aktivkohle in Kombination mit Makro- und Mesoporen adsorbieren Gerbstoffe. Die Leistungsfähigkeit der Adsorption von Gerbstoffen wird mit Teile pro Million (parts per million) gemessen. Die aufgezeichneten Werte bewegen sich zwischen 200 ppm–362 ppm. ⓘ

Methylenblau

Einige Kohlenstoffe haben eine Mesoporenstruktur (20 Å bis 50 Å oder 2 bis 5 nm), die mittelgroße Moleküle wie den Farbstoff Methylenblau adsorbiert. Die Adsorption von Methylenblau wird in g/100g angegeben (Bereich 11-28 g/100g). ⓘ

Dechlorierung

Einige Aktivkohlen werden anhand der Dechlorierungshalbwertszeit bewertet, die die Chlorentfernungseffizienz der Aktivkohle misst. Die Halbwertszeit für die Dechlorierung ist die Tiefe der Kohle, die erforderlich ist, um die Chlorkonzentration um 50 % zu reduzieren. Eine geringere Halbwertszeit bedeutet eine bessere Leistung. ⓘ

Scheinbare Dichte

Die Feststoff- oder Skelettdichte von Aktivkohle liegt normalerweise zwischen 2000 und 2100 kg/m³ (125-130 lbs./cubic foot). Ein großer Teil einer Aktivkohleprobe besteht jedoch aus Luft zwischen den Partikeln, so dass die tatsächliche oder scheinbare Dichte niedriger ist, in der Regel 400 bis 500 kg/m³ (25-31 lbs./cubic foot). ⓘ

Eine höhere Dichte bietet eine größere Volumenaktivität und weist normalerweise auf eine bessere Qualität der Aktivkohle hin. Zur Bestimmung der Schüttdichte von Aktivkohle wird ASTM D 2854 -09 (2014) verwendet. ⓘ

Härte/Abriebzahl

Sie ist ein Maß für den Widerstand der Aktivkohle gegen Abrieb. Sie ist ein wichtiger Indikator dafür, dass Aktivkohle ihre physikalische Integrität beibehält und Reibungskräften widersteht. Es gibt große Unterschiede in der Härte von Aktivkohlen, je nach Rohstoff und Aktivitätsgrad. ⓘ

Aschegehalt

Asche verringert die Gesamtaktivität der Aktivkohle und reduziert die Effizienz der Reaktivierung: Die Menge hängt ausschließlich vom Ausgangsrohstoff ab, der zur Herstellung der Aktivkohle verwendet wird (z. B. Kokosnuss, Holz, Kohle usw.). Die Metalloxide (Fe₂O₃) können aus der Aktivkohle ausgelaugt werden, was zu Verfärbungen führt. Der Gehalt an säure-/wasserlöslicher Asche ist wichtiger als der Gesamtaschegehalt. Der Gehalt an löslicher Asche kann für Aquarianer sehr wichtig sein, da Eisenoxid das Algenwachstum fördern kann. Für Meeres-, Süßwasserfisch- und Riffaquarien sollte eine Kohle mit einem niedrigen löslichen Aschegehalt verwendet werden, um Schwermetallvergiftungen und übermäßiges Pflanzen-/Algenwachstum zu vermeiden. Zur Bestimmung des Aschegehalts von Aktivkohle wird die ASTM (D2866 Standardmethode) verwendet. ⓘ

Tetrachlorkohlenstoff-Aktivität

Messung der Porosität einer Aktivkohle durch die Adsorption von gesättigtem Tetrachlorkohlenstoffdampf. ⓘ

Partikelgrößenverteilung

Je feiner die Partikelgröße einer Aktivkohle ist, desto besser ist der Zugang zur Oberfläche und desto schneller ist die Adsorptionskinetik. In Dampfphasensystemen muss dies gegen den Druckabfall abgewogen werden, der sich auf die Energiekosten auswirkt. Eine sorgfältige Berücksichtigung der Partikelgrößenverteilung kann erhebliche Betriebsvorteile bringen. Bei der Verwendung von Aktivkohle für die Adsorption von Mineralien wie Gold sollte die Partikelgröße jedoch im Bereich von 3,35 bis 1,4 Millimetern (0,132 bis 0,055 Zoll) liegen. Aktivkohle mit einer Partikelgröße von weniger als 1 mm wäre für die Elution (das Ablösen von Mineralien von einer Aktivkohle) nicht geeignet. ⓘ

Abriebzahl

Die Abriebzahl misst die Widerstandsfähigkeit der Aktivkohle gegen Abnutzung. Hier gibt es große Unterschiede zwischen verschiedenen Aktivkohletypen. Maßgeblich wird die Abriebzahl vom ursprünglichen Rohmaterial und der Aktivierung beeinflusst. ⓘ

Veränderung von Eigenschaften und Reaktivität

Säure-Base-, Oxidations-Reduktions- und spezifische Adsorptionseigenschaften hängen stark von der Zusammensetzung der funktionellen Gruppen der Oberfläche ab. ⓘ

Die Oberfläche herkömmlicher Aktivkohle ist reaktiv und kann durch Luftsauerstoff und Sauerstoffplasmadampf, aber auch durch Kohlendioxid und Ozon oxidiert werden. ⓘ

Die Oxidation in der flüssigen Phase wird durch eine breite Palette von Reagenzien (HNO₃, H₂O₂, KMnO₄) verursacht. ⓘ

Durch die Bildung einer großen Anzahl von basischen und sauren Gruppen auf der Oberfläche von oxidiertem Kohlenstoff können sich Sorptions- und andere Eigenschaften deutlich von den unmodifizierten Formen unterscheiden. ⓘ

Aktivkohle kann durch natürliche Produkte oder Polymere oder die Verarbeitung von Kohlenstoff mit stickstoffbildenden Reagenzien stickstoffhaltig gemacht werden. ⓘ

Aktivkohle kann mit Chlor, Brom und Fluor reagieren. ⓘ

Die Oberfläche von Aktivkohle kann wie die anderer Kohlenstoffmaterialien durch Behandlung mit (Per)fluorpolyetherperoxid in flüssiger Phase oder mit einer breiten Palette von fluororganischen Stoffen durch CVD-Verfahren fluoralkyliert werden. Solche Materialien verbinden hohe Hydrophobie und chemische Stabilität mit elektrischer und thermischer Leitfähigkeit und können als Elektrodenmaterial für Superkondensatoren verwendet werden. ⓘ

Funktionelle Sulfonsäuregruppen können an Aktivkohle angehängt werden, um "Starbons" zu erhalten, die zur selektiven Katalyse der Veresterung von Fettsäuren verwendet werden können. Die Bildung solcher Aktivkohlen aus halogenierten Vorläufern führt zu einem effektiveren Katalysator, was vermutlich darauf zurückzuführen ist, dass die verbleibenden Halogene die Stabilität verbessern. Es wird über die Synthese von Aktivkohle mit chemisch aufgepfropften Supersäurestellen -CF₂SO₃H berichtet. ⓘ

Einige der chemischen Eigenschaften von Aktivkohle wurden auf das Vorhandensein der oberflächenaktiven Kohlenstoff-Doppelbindung zurückgeführt. ⓘ

Die Polyanische Adsorptionstheorie ist eine beliebte Methode zur Analyse der Adsorption verschiedener organischer Substanzen an ihrer Oberfläche. ⓘ

Beispiele für Adsorption

Heterogene Katalyse

Die in der Industrie am häufigsten anzutreffende Form der Chemisorption tritt auf, wenn ein fester Katalysator mit einem gasförmigen Ausgangsstoff, dem/den Reaktanten, in Wechselwirkung tritt. Durch die Adsorption des/der Reaktanten an der Katalysatoroberfläche entsteht eine chemische Bindung, die die Elektronendichte um das Reaktantenmolekül verändert und ihm Reaktionen ermöglicht, die ihm normalerweise nicht zur Verfügung stehen würden. ⓘ

Reaktivierung und Regenerierung

Die größte Reaktivierungsanlage der Welt befindet sich in Feluy, Belgien. ⓘ

Aktivkohle-Reaktivierungszentrum in Roeselare, Belgien. ⓘ

Bei der Reaktivierung oder Regenerierung von Aktivkohle wird die Adsorptionskapazität gesättigter Aktivkohle wiederhergestellt, indem adsorbierte Verunreinigungen an der Aktivkohleoberfläche desorbiert werden. ⓘ

Thermische Reaktivierung

Die in industriellen Prozessen am häufigsten eingesetzte Regenerationstechnik ist die thermische Reaktivierung. Der thermische Regenerationsprozess erfolgt im Allgemeinen in drei Schritten:

• Trocknung des Adsorptionsmittels bei etwa 105 °C (221 °F)
• Desorption und Zersetzung bei hoher Temperatur (500-900 °C) unter einer inerten Atmosphäre
• Vergasung der organischen Rückstände durch ein nicht oxidierendes Gas (Wasserdampf oder Kohlendioxid) bei erhöhten Temperaturen (800 °C (1.470 °F)) ⓘ

Die Wärmebehandlungsstufe nutzt die exotherme Natur der Adsorption und führt zur Desorption, teilweisen Spaltung und Polymerisation der adsorbierten organischen Stoffe. Der letzte Schritt zielt darauf ab, die verkohlten organischen Rückstände, die sich in der vorangegangenen Stufe in der porösen Struktur gebildet haben, zu entfernen und die poröse Kohlenstoffstruktur wieder freizulegen, um ihre ursprünglichen Oberflächeneigenschaften zu regenerieren. Nach der Behandlung kann die Adsorptionssäule wiederverwendet werden. Pro Adsorptions- und thermischem Regenerationszyklus werden zwischen 5 und 15 Gew.-% des Kohlenstoffbettes verbrannt, was zu einem Verlust an Adsorptionskapazität führt. Die thermische Regeneration ist aufgrund der hohen erforderlichen Temperaturen ein energieintensiver Prozess, der sowohl energetisch als auch kommerziell teuer ist. Anlagen, die auf die thermische Regeneration von Aktivkohle angewiesen sind, müssen eine bestimmte Größe haben, damit sich eine Regenerationsanlage vor Ort wirtschaftlich rechnet. Infolgedessen ist es üblich, dass kleinere Abfallbehandlungsanlagen ihre Aktivkohlekerne zur Regenerierung an spezialisierte Einrichtungen liefern. ⓘ

Andere Regenerierungstechniken

Die derzeitige Besorgnis über den hohen Energie- und Kostenaufwand für die thermische Regeneration von Aktivkohle hat die Erforschung alternativer Regenerationsmethoden gefördert, um die Umweltauswirkungen solcher Verfahren zu verringern. Obwohl mehrere der genannten Regenerationsverfahren bisher nur Gegenstand akademischer Forschung waren, wurden einige Alternativen zu thermischen Regenerationsverfahren in der Industrie eingesetzt. Derzeitige alternative Regenerationsverfahren sind:

• TSA- (Thermal Swing Adsorption) und/oder PSA- (Pressure Swing Adsorption) Verfahren: durch Konvektion (Wärmeübertragung) unter Verwendung von Dampf, "heißem" Inertgas (typischerweise erhitzter Stickstoff (150-250 °C)) oder Vakuum (Kombination von TSA- und PSA-Verfahren) In-situ-Regeneration
• MWR (Mikrowellenregenerierung)
• Chemische und Lösungsmittel-Regeneration
• Mikrobielle Regenerierung
• Elektrochemische Regenerierung
• Ultraschall-Regenerierung
• Nassluft-Oxidation ⓘ

Einsatzgebiete

Ein Wasserfilter: Aktivkohle bildet die 4. Schicht von unten ⓘ

Medizinische Anwendung

In der Medizin wird Aktivkohle vor allem dafür benutzt, Giftstoffe aus dem Magen-Darm-Trakt zu entfernen. Bei harmlosen Durchfallerkrankungen, z. B. Magen-Darm-Grippe (Gastroenteritis), werden üblicherweise Kohlekompretten benutzt. Bei Vergiftungsnotfällen wird Aktivkohle in größerer Menge benutzt, um oral aufgenommene Gifte, die sich im Verdauungstrakt befinden oder einem enterohepatischen Kreislauf unterliegen, aus dem Organismus zu entfernen. Die Dosierung ist in solchen Fällen 0,5 bis 1 g Kohle pro Kilogramm Körpergewicht bei einem erwachsenen Menschen. ⓘ

Als Darmregulans wird auch nicht aktivierte Holzkohle, etwa nicht aktivierte Birkenkohle verwendet. ⓘ

Verwendung als Träger für Katalysatoren

In der Chemie werden Katalysatoren auf der Basis von Aktivkohle verwendet. Dabei dient die Aktivkohle als Träger von Übergangsmetallen, beispielsweise Palladium, Platin oder Rhodium. Ein typischer Einsatzbereich dieser Katalysatoren ist die katalytische Hydrierung. ⓘ

Verwendung als Elektrode

Aktivkohle wird als Elektrodenmaterial in Superkondensatoren verwendet. Aufgrund der extrem großen Oberfläche dieser Elektroden können dabei sehr hohe Kapazitäten erreicht werden. ⓘ

Verwendung als Lebensmittelfarbstoff

Aktivkohle kann ein Inhaltsstoff in Zahnpasta sein. ⓘ

In Deutschland wurde medizinische Kohle durch die Farbstoff-Verordnung ab 1959 als Carbo medicinalis für die Verwendung als Lebensmittelfarbstoff zugelassen. Zur Übernahme der Richtlinie des Rats zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten für färbende Stoffe, die in Lebensmitteln verwendet werden dürfen in nationales Recht wurde die Farbstoff-Verordnung 1966 angepasst und für Carbo medicinalis vegetabilis die E-Nummer E 153 aufgenommen. Ab 1978 wurde die Verwendung in Deutschland durch die Zusatzstoff-Zulassungsverordnung geregelt. Durch die Verordnung (EG) Nr. 1333/2008, die am 20. Januar 2009 in Kraft trat, ist die Verwendung von Pflanzenkohle als Lebensmittelzusatzstoff im ganzen EWR einheitlich geregelt. Carbo medicinalis kann dabei ohne Mengenbegrenzung zugegeben werden (quantum satis). ⓘ

E 153 ist zusammen mit anderen Farbstoffen, wie Riboflavine, Zuckercouleur oder Carotin in Gruppe II (Lebensmittelfarbstoffe ohne Höchstmengenbeschränkung) einsortiert und kommt z. B. in Fruchtsaftkonzentraten, Gelees, Marmeladen, Süßwaren und in schwarzen Wachsüberzügen bei Käse zum Einsatz. Als Lebensmittelzusatzstoff ist nur Aktivkohle pflanzlichen Ursprungs zugelassen. ⓘ

Aktivkohlewärmer

Aktivkohle kommt auch in Wärmebeuteln vor. ⓘ

Kosmetik

Gesichtsmasken, Duschgels und Zahnpasta wird Aktivkohle zugefügt, um unerwünschte Stoffe aufzunehmen. Da diese aber nach der Reinigung ohnehin fortgespült werden, ist die Wirkung fraglich. ⓘ