Aktivkohle oder kurz A-Kohle (Carbo medicinalis, medizinische Kohle) ist eine feinkörnige Kohle mit großer Oberfläche, die als Adsorptionsmittel unter anderem in der Chemie, der Medizin und der Wasser- und Abwasserbehandlung eingesetzt wird. Sie kommt granuliert oder in Tablettenform gepresst (Kohlekompretten) zum Einsatz.

Aktivkohle besteht überwiegend aus Kohlenstoff (meist > 90 %) mit stark poröser Struktur. Die innere Oberfläche beträgt zwischen 500 und 2000 m²/g Kohle. Die Dichte von Aktivkohle liegt im Bereich von 200 bis 600 kg/m³.

Das zeigt anschaulich, dass ein Würfel Aktivkohle eine innere Oberfläche besitzt, die die Oberfläche eines normalen, nicht-porösen Würfels in der Größenordnung $10^8$ übersteigt.

Gewinnung

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Aktivkohle wird aus pflanzlichen, tierischen, mineralischen oder petrochemischen Stoffen hergestellt. Als Ausgangsmaterialien dienen dabei z. B. Holz, Torf, Nussschalen, Braun- oder Steinkohle bzw. Kunststoffe. Entsprechend wird sie auch als Pflanzenkohle oder einfach als Aktivkohle bezeichnet. Als Tierkohle, lat. carbo animalis, wird Aktivkohle bezeichnet, die aus tierischem Blut (Blutkohle) oder aus Knochen (Knochenkohle) hergestellt wird.

Die Herstellung geschieht im Allgemeinen durch Aktivierung mit Wasserdampf bei Temperaturen zwischen 850 - 950°C. Es gibt auch Herstellungs-Methoden, welche auf der Behandlung mit chemischen Oxidationsmitteln wie z. B. Phosphorsäure basieren. 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 Waffen verbessert.

Einsatzgebiete

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Aktivkohle wird in erster Linie als Adsorptionsmittel zur Entfernung unerwünschter Farb-, Geschmacks- und Geruchsstoffe aus Gasen, Dämpfen und Flüssigkeiten eingesetzt.

Mit Aktivkohle werden zum Beispiel entfernt:

• Chlor, Ozon und andere geschmacks- und geruchsstörenden Stoffe sowie Bakterien aus Wasser
• Giftstoffe aus Luft (Filter bei Gasmasken und Belüftungsanlagen von Panzern und Schutzräumen)
• radioaktive Gase aus Luft in der Kerntechnik
• Benzindämpfe aus der Abluft von Tankanlagen
• Chlorkohlenwasserstoffe aus der Abluft beim Chemisch-Reinigen
• ein Anteil Teer aus dem Zigarettenrauch in Zigarettenfiltern
• unerwünschte Aromastoffe aus Wodka und anderen Spirituosen
• Schweißgeruch in Schuhen (Aktivkohlehaltige Einlagen)
• Entfernung von Gärungsnebenprodukten wie Fuselölen und Estern aus Bier

In der Abwasserreinigung werden Aktivkohlen verwendet, um adsorbierbare, gelöste Abwasserinhaltstoffe aus dem Wasser zu entfernen. Dieser Verfahrensschritt wird zumeist erst eingesetzt, wenn preiswertere Methoden wie biologische Verfahren, Fällung und Flockung nicht zum Ziel führen. Diese Methode kann auch zur Reinigung von Teilströmen in der Industrie eingesetzt werden, wobei das Ziel verfolgt werden kann, Reststoffe zu gewinnen.

Die Wasseraufbereitung bedient sich ebenfalls der Adsorption an Aktivkohle zur Reinigung von Rohwasser.

Durch ihre hohe Adsorptionsfähigkeit lässt sich Aktivkohle auch in Sorptionspumpen zur Erzeugung von Vakua verwenden.

Aktivkohle weist nur eine eingeschränkte Beladbarkeit auf. Eine Regeneration erfolgt meist durch Erhitzen auf mehrere hundert Grad Celsius. Dabei verdampft zum einen ein Teil der Beladung (z. B. organische Lösemittel), ein anderer Teil kann aber auch verkoken, dann muss die Aktivkohle wie bei der Herstellung wieder mit Wasserdampf reaktiviert werden.

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 1 g Kohle pro Kilogramm Körpergewicht.

Literatur

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• Hartmut von Kienle & Erich Bäder: Aktivkohle und ihre industrielle Anwendung, Stuttgart, Ferdinand Enke Verlag, 1980, ISBN 3-432-90881-4
• Roop Chand Bansal, Jean-Baptiste Donnet, Fritz Stoeckli: Active Carbon. New York, Marcel Dekker, 1988, ISBN 0-8247-7842-1
• John W. Patrick (Hrsg.): Porosity in Carbons. London, Edward Arnold, 1995, ISBN 0-340-544732
• CD Roempp Chemie Lexikon, Stuttgart, Georg Thieme Verlag

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