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Verfahren zur Herstellung von Adsorptionsmassen Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Herstellung poröser Körper von großem Adsorptionsvermögen mit
Hilfe von Aktivkohle, welche sich zur Adsorption von Gasen und Dämpfen eignen.
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Bekanntlich wendet man zur Adsorption von Gasen und Dämpfen gekörnte
Aktivkohle an, welche Gase und Dämpfe oder ihre Gemische mit Luft in Schichtenform
ohne großen Widerstand durchläßt.
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Wenn diese gekörnte Aktivkohle in mehr oder minder dicken Schichten
angewendet wird, ist sie einer mechanischen Reibung ausgesetzt; dies ist für ihren
Gebrauch in Gasmasken besonders nachteilig und muß unbedingt vermieden werden, weil
der durch die Reibung erzeugte Staub in die Atmungsorgane gelangt. Diese Eigenschaft,
verbunden mit der körnigen Beschaffenheit der Kohle und der Zellstruktur der Körner,
steht ihrer Verwendbarkeit hinderlich entgegen, ebenso der Umstand, daß diese Kohle
gewöhnlich durch die Imprägnierung von Holz oder anderen organischen. Substanzen
mit chemischen Mitteln, wie z. B. Zinkchlorid, erzeugt wird, wodurch das-Auswaschen
der letzten aus der Herstellung herrührenden Säurespuren verhindert wird, so daß
die fertiggestellte Alztiv-. kohle immer mehr oder weniger sauer ist.
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Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu vermeiden, d. h. ein Adsorptionsmittel
mit größter Adsorptionskraft zu schaffen, das frei von jeder Spur Säure ist sowie
der mechanischen Reibung und der damit verbundenen Abnutzung und Staubentwicklung
nicht ausgesetzt ist.
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Die Erfindung besteht hauptsächlich darin, sehr fein verteilte Aktivkohle
zur Vergrößerung ihrer Reinigungskraft zu einer sehr porösen Masse zu formen, indem
man diese Aktivkohle mit in Wasser fein verteiltem Holzschliff zusammenbringt, worauf
man diese Masse nach Entfernung des überschüssiger, Wassers durch Formen oder Pressen
in die gewünschte Form, z. B.- von Platten, Bändern, Prismen, Zylindern u. dgl.,
bringt und diese sodann trocknet.
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Die besonderen Eigenschaften von Holzschliff als Trägerstoff für Aktivkohle
im Vergleich zu anderem zu diesem Zweck verwandten Material, wie z. B. Cellulose,
ergibt sich aus den nachstehenden Vergleichsversuchen Je 5 g Cellulose und Holzschliff
werden mit Wasser fein verteilt und mit je 15 g Aktivkohle vermischt. Die Massen
werden auf einem Trichter abgesaugt und die so erhaltenen Körper getrocknet. Man
erhält so zwei Trockenkörper mit einem Kohlegehalt von 75 %.
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Eine vergleichsweise mechanische Behandlung -durch Klopfen dieser
trockenen Körper ergibt, daß der Cellulosekörper in erheblichem Maße die gepulverte
Kohle wieder abgibt; während der Körper aus Holzschliff diese fest gebunden
hält.
Bei letzterem erfolgt lediglich die Abscheidung von Fasern, in denen aber die Kohle
festhaftet.
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Zur praktischen Durchführung der Erfindung benutzt man am besten eine
auf gewöhnliche Weise durch Behandlung organischer Stoffe mit Chlorzink erhaltene
Kohle.
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Diese fein gemahlene, aber noch ursprüngliche feuchte Kohle kann infolge
ihrer außerordentlich feinen Verteilung leicht durch Waschen von ihren letzten Säurespuren
befreit werden.
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Um die Entfernung der letzten Säurespuren zu beschleunigen, kann für
die letzte Waschung eine verdünnte Soda-, Ätznatron- (Ätzkali-) Lösung oder Ammoniak
o. dgl. angewendet werden, jedoch Kalk und ähnliche Alkalien sind unbedingt zu vermeiden.
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Die Kohle wird sodann mit ursprünglich feuchtem Holzschliff, der in
viel Wasser verteilt ist, vermischt; man läßt diese Mischung einige Zeit stehen,
damit sich die beiden Körper innig miteinander verbinden können. Hierauf fügt man
zu dem Gemisch von Aktivkohle und Holzschliff noch eine Substanz zu, am besten fein
verteilte Cellulosefasern, die dazu dienen, dem Produkt nach dem Trocknen die nötige
Festigkeit und einen besseren Zusammenhalt zu geben, ohne sich jedoch mit der Kohle
selbst zu vereinigen.
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Man läßt nun den Überschuß des Wassers ablaufen; sodann wird die noch
feuchte Masse zur gewünschten Form gepreßt, wie Würfel, Zylinder, Prismen, Platten
oder Bänder verschiedener Länge.
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Nach dem Pressen werden die erhaltenen Körper bei etwa 5o° getrocknet.
Aktivkohle und Holzschliff sind nunmehr untrennbar verbunden. Der Holzschliff des
Handels enthält gewöhnlich sehr verschiedene :Mengen löslicher Stoffe und Harze;
es ist daher nötig, ihn vor seiner Anwendung mit verdünnten Alkalien auszukochen,
wie z. B. einer 2%igen Sodalösung oder verdünnter Natronlauge, und ihn dann gut
auszuwaschen.
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Man kann beispielsweise auf folgende Weise vorgehen: Ursprünglich
feuchter Holzschliff wird mit verdünnter Sodalösung (2 °/o) gekocht, sodann gut
gewaschen. Man vermischt dann die gewünschten Mengen von fein gemahlener, ursprünglich
feuchter oder getrockneter Aktivkohle mit dem im Wasser fein verteilten Holzschliff,
z. B. im Verhältnis von z Teil Holzschliff zu 3 Teilen Aktivkohle (beide auf trockene
Substanz bezogen) ; das Mischungsverhältnis kann beliebig abgeändert werden. Sobald
der Holzschliff innig mit der Aktivkohle vereinigt ist - man erkennt das leicht
an .der Ausflockung der beiden suspendierten Körper -, fügt man die Cellulose zu,
z. B. die Hälfte der Menge des angewendeten Holzschliffes. Nach dem Beimischen der
Cellulose bringt man die Masse auf ein Sieb und läßt den Überschuß des Wassers ablaufen.
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Die nun breiartige Masse wird schließlich, wie schon erwähnt, durch
Pressen in die gewünschte Form von Würfeln, Prismen, Zylindern, Platten, Bändern
u. dgl. gebracht.
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Die so erhaltenen porösen Körper besitzen gewöhnlich noch ziemlich
viel Feuchtigkeit; es ist notwendig, sie bei einer nicht zu hohen Temperatur (3o
bis 5o°) zu trocknen.
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Außer Aktivkohle, die durch Behandlung organischer Stoffe mit Zinkchlorid
erhalten ist, und die sich sehr gut zur Adsorption von Gasen eignet, kann man selbstverständlich
auch feinst gemahlene Aktivkohle anderer Herkunft benutzen, z. B. solche Kohlen,
die im trockenen Zustand erhalten werden; diese Kohlen haften aber weniger vollkommen
am Holzschliff, es ist daher in solchen Fällen nötig, die Menge des Holzschliffes
im Verhältnis zur Kohlenmenge größer zu gestalten, als dies bei der im feuchten
Zustand befindlichen Zinkchloridkohle der Fall sein muß.
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Die nach dem Verfahren erhaltenen Körper sind außerordentlich porös
und haben die Fähigkeit, schlechte Gerüche zu adsorbieren, schlechte Luft zu reinigen
u. dgl. Sie können infolgedessen besonders als Desodorisierungsmittel für Schulen,
Krankenzimmer, Wohnungen, Wasserklosetts, allgemein für Orte mit ungesunder Luft
angewendet werden.
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Sie können unmittelbar, als mehr oder minder große Aggregate, für
Gasmasken und andere Adsorptionsapparate für Gase und Dämpfe benutzt werden.