Le Charbon actif : une promesse d’adsorption (Partie 1)

Le charbon actif est une forme de graphite qui correspond au minéral friable utilisé pour l'écriture (encre de Chine, crayon à mine). C’est la forme stable du carbone à température et à pressions ordinaires.

C’est un empilement plan constitué d'un pavage régulier d'hexagones appelé feuillets. Chaque atome carbone est relié à l’aide de liaisons covalentes (fortes) dans le plan avec trois autres atomes de carbone faisant entre elles des angles de 120°.

Les atomes sont au contraire faiblement reliés aux atomes des plans voisins d’où la friabilité du graphite et des formes dérivées.

Cette structure a une densité faible qui définit le graphite comme un solide très anisotrope (les propriétés de la structure changent selon la direction), presque bidimensionnel du fait d’un possible glissement entre deux plans d’hexagone.

La grande différence entre le graphite de la mine de crayon et celle du charbon actif est la disposition des plaques de graphite : parallèle pour la mine de crayon et aléatoire pour le charbon actif. Cette dernière structure étant imparfaite, elle est très poreuse. Cette porosité est elle aussi irrégulière avec des pores de tailles différentes d’où une capacité d’adsorption importante (force et volume d’absorption) pour ce produit.

L'adsorption est le processus par lequel les molécules liquides ou gazeuses se fixent (ou sont piégées) et concentrées sur la surface d'un solide.

Le charbon actif est fabriqué par pyrolyse de différentes matières premières carbonées telles que coques de noix de coco et le bois. La matière première aura un impact majeur sur les caractéristiques du charbon actif et bien sûr, sur ses performances.

Il existe trois formes principales de charbon actif :

• Le Charbon Actif en Poudre : pulvérisé avec une taille de moins de 0.18 mm.
   
• Charbon Actif Granulaire : ce sont des particules de formes irrégulières parmi une gamme de tailles allant de 0.2 mm à 5 mm.
   
• Le Charbon Actif Extrudé : de formes cylindriques avec des diamètres allant de 0.8 mm à 5 mm.

Nous verrons plus en détail l’adsorption dans le prochain article.

François Kaeffer

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