Механізм адсорбції в мезопорах полягає в послідовному утворенні адсорбційних шарів (полімолекулярна адсорбція), яке завершується заповненням пор за механізмом капілярної конденсації. У звичайного активованого вугілля питомий об'єм мезопор становить 0,02-0,10 см 3 /г, питома поверхня - від 20 до 70 м 2 /г; однак у деяких активованих вугілля (наприклад, що освітлюють) ці показники можуть досягати відповідно 0,7 см 3 /г та 200-450 м 2 /г.

Макропори (питомий об'єм і поверхня відповідно 0,2-0,8 см 3 /г і 0,5-2,0 м 2 /г) служать транспортними каналами, що підводять молекули речовин, що поглинаються до адсорбційного простору зерен (гранул) активованого вугілля. Для надання вугілля каталітичних властивостей макро- і мезопори вносять, зазвичай, спеціальні добавки.

В активованому куті часто існують всі різновиди пір, і диференціальна крива розподілу їх обсягу за розмірами має 2-3 максимуми. Залежно від ступеня розвитку супермікропор розрізняють активоване вугілля з вузьким розподілом (ці пори практично відсутні) та широким (істотно розвинені).

Активоване вугілля добре адсорбує пари речовин з порівняно високими температурами кипіння (наприклад, бензол), гірше – леткі сполуки (наприклад, NH₃). При відносному тиску пара р_р/р_нас менше 0,10-0,25 (р_р – рівноважний тиск речовини, що адсорбується, р_нас - Тиск насиченої пари). Активоване вугілля трохи поглинає водяні пари. Однак при (р_р/р_нас) > 0,3-0,4 спостерігається помітна адсорбція, а у випадку (р_р/р_нас)≈1 практично всі мікропори заповнені водяними парами. Тому їхня наявність може ускладнити поглинання цільової речовини.

Основна сировина для виробництва активованого вугілля - кам'яновугільний напівкокс, вуглецевмісні рослинні матеріали (наприклад, деревне вугілля, торф, тирсу, шкаралупа горіхів, кісточки плодів фруктових дерев). Продукти карбонізації цієї сировини піддають активації (переважно парогазової – у присутності парів Н₂Про та СО₂, рідше – хімічної, тобто у присутності солей металів, наприклад, ZnCl₂, K₂S) за 850–950 °С.Крім того, активоване вугілля отримують термічним розкладанням синтетичних полімерів (наприклад, полівініліденхлориду).

Активоване вугілля широко застосовують як адсорбент для поглинання пари з газових викидів (наприклад, для очищення повітря від CS₂), уловлювання парів летючих розчинників з метою їх рекуперації, для очищення водних розчинів (наприклад, цукрових сиропів та спиртних напоїв), питної та стічних вод, у протигазах, у вакуумній техніці, наприклад для створення сорбційних насосів, у газоадсорбційній хроматографії, для заповнення запахопог в холодильниках, очищення крові, поглинання шкідливих речовин із шлунково-кишкового тракту та ін. Активоване вугілля – також носій каталітичних добавок та каталізатор полімеризації.

Н. С. Поляков. Перша публікація: Хімічна енциклопедія, 1988.

Опубліковано 5 червня 2023 р. о 13:14 (GMT+3). Останнє оновлення 5 червня 2023 р. о 13:14 (GMT+3). Зв'язатися з редакцією

Від чого допомагає активоване вугілля та навіщо його продовжують вживати

Чим він корисний, як його правильно приймати і чому не варто покладати зайві сподівання — розповідаємо у нашій статті.

Статтю перевірила та прокоментувала Алевтина Федіна, лікар-терапевт, медичний директор сервісу управління здоров'ям Checkme

Що потрібно знати

Активоване вугілля - дрібний чорний порошок, який утворюється, коли деревне вугілля піддається дії високої температури. Вона змінює його внутрішню структуру, зменшуючи розмір пор та збільшуючи площу поверхні [1]. Атоми вуглецю деревного вугілля скидаються, тому залишаються вільні пори. Вони здатні поглинати токсини або, наприклад, неприємні запахи у холодильнику.Активоване вугілля також виготовляється з кістяного вугілля, шкаралупи кокосового горіха, торфу, нафтового коксу, оливкових кісточок або тирси.

Він часто використовується для очищення води від забруднюючих речовин, таких як важкі метали, інсектициди та гербіциди. Також вугілля застосовується в медицині: завдяки його пористій структурі, яка має негативний електричний заряд, він допомагає притягувати позитивно заряджені молекули, такі як токсини та гази. Це сприяє їхньому затриманню в кишечнику [2], запобігаючи всмоктуванню.

Від чого допомагає

Дослідження активованого вугілля як компонента, що приносить користь здоров'ю, тривають.

Може допомогти зменшити симптоми триметиламінурії.

Активоване вугілля може зменшити неприємні запахи у людей, які страждають на триметиламінурію (синдром запаху риби). Це генетичне захворювання, у якому в організмі накопичується триметиламін. Він виділяється з потом, сечею, повітрям, що видихається, і створює неприємний запах. Дослідження показують, що пориста поверхня активованого вугілля допомагає зв'язувати невеликі пахучі сполуки, такі як триметиламін, сприяючи їх виведенню. В одному невеликому експерименті, проведеному на пацієнтах із цією хворобою, аналізувався ефект додавання 1,5 г деревного вугілля протягом 10 днів. Він знизив концентрацію триметиламіну в сечі до рівня норми у здорових людей [3]. Ці результати здаються багатообіцяючими, але потрібні додаткові дослідження.

Допомога при діареї

В огляді досліджень щодо використання активованого вугілля для лікування діареї у 2017 році [ 4] вчені дійшли висновку: вугілля може запобігти розмноженню бактерій, які викликають діарею.

Відзначаючи його як відповідний засіб для лікування цього стану, дослідники також підкреслили, що активоване вугілля мало побічних ефектів, особливо в порівнянні зі звичайними протидіарейними препаратами.

Сприяє зменшенню газоутворення у кишечнику

Гази, що потрапили в кишечник, можуть легко проходити через мільйони отворів в активованому вугіллі, і цей процес сприяє їх нейтралізації. В експерименті, проведеному в 2012 році, кілька людей з надлишковим газоутворенням приймали по 448 мг активованого вугілля тричі на день протягом двох діб перед проведенням ультразвукового дослідження кишківника та ще по 672 мг вранці на день процедури. В результаті медичні експерти змогли краще побачити на УЗД певні частини деяких органів, тоді як наявність кишкового газу позбавило б їхньої можливості. Крім того, приблизно у 34% учасників, яким давали активоване вугілля, щоб зменшити газоутворення, воно спрацювало.

Потрібні ще дослідження в цій галузі, але група Європейського управління з безпеки харчових продуктів (EFSA) повідомляє, що є достатньо доказів на підтримку використання активованого вугілля для зменшення надмірного накопичення газу.

Застосування у побуті

Деревне вугілля може поглинати запахи та шкідливі гази, що робить його якісним дезодорантом для тіла, взуття та холодильника [5]. Щоб прибрати неприємний запах, необхідно потовкти кілька таблеток, покласти їх на блюдце або контейнер і поставити в кутку на нижній полиці холодильника. Також можна взяти пластмасовий контейнер із кіндер-сюрпризу, зробити в ньому кілька дірочок голкою, насипати подрібнене вугілля. Вміст капсули потрібно міняти раз на 3-4 тижні.Щоб позбутися запаху взуття, можна покласти в черевики 7-8 таблеток вугілля і залишити на ніч.

Активоване вугілля використовують для зниження вмісту важких металів та фтору у воді. Проте немає достатніх доказів, що він допомагає у боротьбі з бактеріями або з рівнем жорсткості води [6].

Побічні ефекти

У більшості випадків активоване вугілля безпечне для здоров'я.

Але його застосування може викликати деякі побічні ефекти, найбільш поширені з яких - нудота, блювання, запор та чорний стілець.

Коли активоване вугілля використовується як екстрена протиотрута, існує ризик того, що він може потрапити в легені, а не в шлунок. Це відбувається особливо часто, коли людину, яка отримує її, рве або вона перебуває в напівнесвідомому стані. Тому активоване вугілля слід застосовувати лише у тому випадку, якщо пацієнт перебуває у повній свідомості [8].

Крім того, активоване вугілля може погіршити стан у людей з варієгатною порфірією – рідкісним генетичним захворюванням, що вражає шкіру, кишечник та нервову систему [9].

Також ця речовина здатна знижувати всмоктування деяких ліків. Тому люди, які приймають ті чи інші препарати, повинні перед його використанням проконсультуватися зі своїм лікарем [10].

Активоване вугілля ефективне не завжди отруєння. Він не впливає на алкоголь, важкі метали, залізо, літій, калій, кислотні або лужні отруєння, нафтопродукти, такі як мазут, бензин, розчинник для фарби та деякі засоби для чищення [ 11].

Ну і взагалі, щоб активоване вугілля спрацювало, його слід прийняти протягом 1-4 годин після отруєння.Він не буде ефективним, якщо людина вже перетравила токсин або ліки і їх більше немає в шлунку.

Лікувати отруєння в домашніх умовах і безконтрольно приймати активоване вугілля небезпечно, тому потрібна консультація лікаря.

Як приймати

Дозування активованого вугілля може бути різним, оскільки залежить від причин його застосування.

У разі отруєння час появи перших симптомів залежить від дози токсину, що надійшов до організму. Якщо це була, наприклад, зіпсована їжа, їх можна відчути протягом 20 хвилин. Коли в кишечнику вже почалося всмоктування токсинів, симптоми можуть з'явитися і через 4 години. Вугілля краще приймати відразу, як з'явилося нездужання з розрахунку 1 таблетка на 10 кг ваги, але попередньо проконсультувавшись з фахівцем. Через 8 годин і більше використання цього препарату буде марним.

Коментар експерта

Алевтина Федіна, лікар-терапевт, медичний директор сервісу управління здоров'ям Checkme

У яких випадках можна приймати активоване вугілля самостійно, а коли краще звернутися до фахівця?

Вугілля дійсно може допомогти, коли ви з'їли щось не те і починаєте потихеньку відчувати, як з'їдене проситься назовні. Потрібно пам'ятати, що при отруєнні вугілля працює тільки в кількостях одна таблетка на 10 кг ваги. Дві таблетки для дев'яностокілограмового чоловіка не принесуть жодної користі. До фахівця необхідно звертатися, якщо блювота або діарея триває більше двох діб, не припиняючись без ефекту від прийому лікарських препаратів.

Чи існують БАДи та біодобавки з вугіллям і чи є в них якась користь? Чи можна приймати їх без призначення лікаря?

Добавки є з усім, що хочете.З вугіллям теж є, але, по-перше, ніхто не оцінював їхню безпеку, а по-друге, жодної користі вони не несуть. Можна скільки завгодно говорити про виведення «шлаків і токсинів», але це досконалий міф, наш організм чудово справляється із виведенням речовин самостійно. Зайві добавки можуть лише нашкодити, враховуючи те, що ніхто точно не перевіряє, що саме входить до їхнього складу.

Чи варто взагалі приймати вугілля як профілактику очищення організму чи це міф? Які є побічні ефекти такого прийому?

Міф! Очищення організму - одна з улюблених хитрощів маркетологів-дієтологів і любителів смузі. Що дійсно допоможе роботі кишечника і взагалі покращить стан організму – це нормальний питний режим. Решта — вугілля, смузі, суперфуди і так далі — на процес знешкодження шкідливих речовин впливають несуттєво.

Вугілля сьогодні популярний косметичний компонент — це рекламний хід чи він справді благотворно впливає на шкіру та зуби?

Рекламний хід. Немає справжніх клінічних досліджень, які б підтверджували його стовідсоткову користь. Однак зуби він і справді вибілити може, тільки при частому використанні слід бути обережними, оскільки можна пошкодити емаль.

У яких випадках прийом активованого вугілля як ліки/БАД протипоказаний?

Прийом активованого вугілля протипоказаний при підвищеній чутливості до нього, виразковій хворобі шлунка, кровотечах із ШКТ, виразковому коліті.

Активоване вугілля: що це, як працює, коли потрібне, коли не потрібне ⁠ ⁠

Активоване вугілля - це вугілля (ну тобто, ним можна пічку топити, якщо дуже захочеться:) Найголовніша відмінність його від "звичайного" вугілля - це пориста структура.Технологій отримання активованого вугілля багато, можна і з вугілля, і з коксу, і зі шкаралупи кокосових горіхів (таким вугіллям виробники люблять набивати свої фільтри для води). У будь-якому випадку, найважливіше, що є в активованому вугіллі, - це пори. Якщо подивитися на нього в потужний мікроскоп, то виглядатиме ця штука, як підземелля з мільйоном печер.

У ці "печери" потрапляють молекули різних речовин, затримуються там через різні міжмолекулярні взаємодії і вибратися назад вже не можуть. Відбувається адсорбція - процес "захоплення" та утримання молекули на поверхні вугілля. Тобто. працює тут не просто хімія (не перетворення одних речовин на інші), а фізична хімія (міжмолекулярка та інше цікаве). А поверхня зрозуміло, що величезна, через пористу структуру. Точно порахувати її площу неможливо, але оцінна цифра така: 1 грам активованого вугілля має площу поверхні приблизно 2 тисячі (!) квадратних метрів (. ) Круто, так?

Для розуміння масштабу – земельна ділянка площею 2000 кв.м.

Вперше активоване вугілля отримало наш хімік, Н. Д. Зелінський, і відразу ж використовував його у протигазах. Хоча, задля справедливості, очисна здатність вугілля була помічена і раніше, про це писали Шееле (Швеція), Фонтану (Італія) і Ловіц (Росія) ще наприкінці XVIII століття. Але до високорозвиненої пористої структури дійшли на початку XX століття (Зелінський).

Активоване вугілля - зовсім не хімічно інертна речовина і вирішує питання забруднення не тільки за допомогою сорбції. Він входить у хімічні реакції з різними речовинами, виявляючи відновлювальні властивості (взаємодіє з окислювачами). Але головне його заняття, звичайно, адсорбувати все, що трапляється на дорозі.

У цьому, власне, і його небажана дія. Якщо прийняти активоване вугілля та ще якісь ліки, то вони частково (або повністю – ніхто не скаже напевно!) захопляться порами вугілля. Ліки просто не всмокчеться в кров, не подіє. Активоване вугілля не вміє відрізняти корисні речовини від шкідливих та адсорбує все поспіль, Аби молекула не виявилася надто дрібною та юркою. Другий небажаний ефект – утруднення моторики кишечника. Вона, моторика, задіює вироблені бактеріями, що живуть там, гази, а активоване вугілля частина цих газів поглинає. Чи чули, мабуть, такий банальний термін як "запор"? Ось захоплення активованим вугіллям може і приводити.

Але за наявності приводу активоване вугілля, звичайно, штука класна. Як ентеросорбент (тобто сорбент у кишечнику), активоване вугілля чудово збирає багато токсинів, які ще не встигли всмоктатися в кров. Якщо отруйні речовини вже у крові, то активоване вугілля марне, одним винятком. Справа в тому, що частина отрут має таку особливість - вибиратися з кровотоку знову в травний тракт, і тоді сорбент їх може-таки підхопити і віднести.

Що трохи прикро для деяких - активоване вугілля погано адсорбує етанол. У того розміри молекули надто невеликі. Сорбція певною мірою безумовно йтиме, але вугілля збере далеко не весь спирт. Іншими словами - не вдасться заїсти кілька чарок горілки пачкою активованого вугілля і не відчути ефекту від етанолу. Він в організмі здебільшого залишиться, і свою шкідливу дію надасть (посилання на пост про це).

Неефективними будуть спроби знизити вагу, використовуючи якесь дивне дієтологічне збочення (інакше і не скажеш!), дієту з активованим вугіллям. Поглинати поживні речовини вугілля буде (куди ж йому подітися, поживні речовини – жири, білки, вуглеводи – великі та неповороткі), але – лише невелику їх частину. Скільки там того вугілля, порівняно з обсягом харчування! Більшість поживних речовин таки засвоюватиметься.

Зрештою, активоване вугілля ніяк не вплине на рівень холестерину в крові. Просто тому, що той – у крові, а вугілля проходить по кишечнику і – на вихід, зрозуміло куди. (Про холестерин у нас є цілий піст є, не все з ним так однозначно).

Зрештою, слід пам'ятати: активоване вугілля - це все-таки лікарський препарат, і ставлення до нього має бути таке саме, як до ліків. Шанобливе. Безконтрольно вживати активоване вугілля не слід. Але у домашній аптечці його однозначно варто мати, на випадок різноманітних отруєнь. Це – резюме.

Джерело: наш активований канал "Біохімікум" на Яндекс.Дзен. Стаття моя, вугілля аптечне.

Гарний, тямущий пост. Додам свої 5 копійок

Другий небажаний ефект – утруднення моторики кишечника. Вона, моторика, задіює вироблені бактеріями, що живуть там, гази, а активоване вугілля частина цих газів поглинає. Чи чули, мабуть, такий банальний термін як "запор"? Ось захоплення активованим вугіллям може і приводити.