Titelbild Chem. Ing. Tech. 1‐2/2014

Blüchers Sphärische Hochleistungsadsorbenzien – staubfrei und vielfältig funktionalisierbar Polymerbasierte sphärische Aktivkohlen (SARATECH ® Adsorbenzien) der Firma Blücher sind maßgeschneiderte Hochleistungsadsorbenzien für den vielfältigen Einsatz in Flüssigphasen‐ und Gasphasenanwendungen. Die Herstellung aus einem synthetischen Rohstoff gewährleistet ein Produkt mit einer hohen Reinheit und erlaubt die Einstellbarkeit der Produktparameter. Die SARATECH ® Adsorbenzien zeichnen sich dabei durch eine variable Partikelgröße von 50  bis 700 μm und sehr gute mechanische Eigenschaften aus. Die mechanische Stabilität spiegelt sich in hohen Belastungshärten bis 4 kg pro Kugel und eine hohe Abriebstabilität bis 99,8 % wider. Zudem können hohe Aktivierungsgrade mit spezifischen Oberflächen bis 2200 m 2 g –1 und totalen Porenvolumina bis 1,8 cm 3 g –1 realisiert werden. Industrielle Anwendungen bei denen die physisorptive Entfernung organischer Substanzen im Vordergrund steht finden sich unter anderem in der Herstellung von Reinstwasser sowie bei der Luftfiltration in Reinräumen. Durch die Integration von reaktiven Komponenten in das Porensystem polymerbasierter sphärischer Aktivkohle können neue Anwendungsbereiche für diese Adsorbenzien erschlossen werden. Die Funktionalisierung kann sowohl durch Imprägnierungen mit Metallsalzen als auch durch die Anbindung funktioneller Oberflächengruppen erfolgen. Durch beide Strategien werden chemisorptive Zentren in das Porensystem eingebracht. Dabei werden die guten mechanischen Eigenschaften kaum beeinträchtigt und die generelle Variabilität der Produkteigenschaften bleibt ebenfalls erhalten. Für beide Funktionalisierungsmöglichkeiten werden in diesem Beitrag beispielhaft Anwendungen in der Flüssig‐ und Gasphase vorgestellt. Eine effektive Reinigung von Gasen wird in vielen technischen Anwendungen, aber auch zum Personenschutz im militärischen und industriellen Bereich, gefordert. Unmodifizierte Aktivkohle kann dabei nur einen Bruchteil der erforderlichen Vorgaben erfüllen, so dass eine Modifikation durch Einbringen aktiver Komponenten unumgänglich ist. Je nach Anwendungsgebiet werden möglichst breitbandige Sorbenzien oder Speziallösungen für einige wenige Gase gefordert. Als Beispiel können hier die Entfernung schwefelhaltiger Gase in Reinraumanwendungen oder die möglichst allumfassende Schutzwirkung von Atemschutzmasken dienen. So können imprägnierte SARATECH ® Adsorbenzien als Breitbandsorbenz für Atemschutzanwendungen Einsatz finden, während eine Funktionalisierung mit stickstoffhaltigen Oberflächengruppen für die Entfernung von Stickstoffdioxid, Schwefelwasserstoff und Formaldehyd aus Gasströmen gut geeignet ist. Unmodifizierte SARATECH ® Adsorbenzien können zur adsorptiven Aufreinigung von Wasser, das mit Organika belastet ist, eingesetzt werden. Beispielsweise werden aufgrund der hohen Mikroporenvolumina von 0,5 – 0,9 cm 3 g –1 sehr gute Anwendungsergebnisse bei der Entfernung pharmazeutischer Spurenstoffe aus Trinkwasser erhalten. Für die Entfernung spezieller anorganischer Verunreinigungen aus Wasser können Imprägnierungen hilfreich sein, da sie eine spezifische Bindung der Verunreinigung gewährleisten. Außerdem kann die Anreicherung von Metallionen an modifizierte SARATECH ® Adsorbenzien erfolgen, da durch Oxidation bzw. durch Stickstoffmodifizierung die Oberflächenladung beeinflusst wird und die elektrostatische Anziehung von Metallionen an die innere Oberfläche ausgenutzt werden kann. Imprägnierte SARATECH ® Adsorbenzien können beispielsweise zur Entfernung von Metallen wie Arsen, Antimon und Cäsium aus belastetem Wasser eingesetzt werden, während oberflächenmodifizierte Adsorbenzien zur Gewinnung von Wertstoffen wie Gold oder Uran verwendet werden können. C. Schrage*, A. Modrow, S. Fichtner, J. M. Giebelhausen, B. Böhringer, Chem. Ing. Tech. 2014 , 86 (1 – 2) , 27 – 34. DOI: 10.1002/cite.201300054