Than hoạt tính là gì và có công dụng như thế nào? Tại sao máy lọc không khí và máy lọc nước nào cũng có bộ lọc than hoạt tính?

Khi tìm mua máy lọc nước hoặc máy lọc không khí, người dùng thường bắt gặp thông tin về các lõi lọc chứa than hoạt tính. Đây được xem là một trong những thành phần quan trọng giúp cải thiện chất lượng nước và không khí trong nhiều thiết bị hiện đại. Tuy nhiên, khả năng hấp phụ của vật liệu này đến từ đâu và nó khác gì so với than thông thường? Để hiểu rõ hơn, trước hết cần biết than hoạt tính là gì. 

Than hoạt tính là gì?

Than hoạt tính còn được gọi là carbon hoạt tính (Activated Carbon), là một dạng carbon được xử lí để có những lỗ rỗng nhỏ ở kích thước phân tử, từ đó tăng diện tính bề mặt tiếp xúc và giúp cho than hoạt tính có được tính chất hấp thụ rất cao. Than hoạt tính được tạo ra bằng cách đốt các nhiên liệu giàu cacbon như gỗ, than đá, gáo dừa, tre ở nhiệt độ cao từ 600 đến 900 độ C trong điều kiện yếm khí.

Thỉnh thoảng than hoạt tính cũng có thể được thu từ than sinh học, ngoài ra loại than hoạt tính thu từ than đá hay cốc sẽ được gọi là than đá hoạt tính hoặc cốc hoạt tính.

Hiện nay, than hoạt tính được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp để làm chất khử khuẩn, lọc khuẩn trong nước hoặc không khí.

Nguyên lý hoạt động của than hoạt tính

Một trong những lý do khiến từ khóa than hoạt tính là gì được tìm kiếm nhiều nằm ở khả năng lọc và khử mùi của vật liệu này.

Trong quá trình hoạt hóa ở nhiệt độ cao, than hình thành mạng lưới lỗ xốp dày đặc với kích thước cực nhỏ, tạo ra diện tích bề mặt rất lớn so với khối lượng thực tế. Khi nước hoặc không khí đi qua lớp than hoạt tính, các phân tử tạp chất, hợp chất hữu cơ, khí gây mùi hoặc một số chất ô nhiễm sẽ bị lực liên kết trên bề mặt carbon giữ lại bên trong các mao quản này. Quá trình đó được gọi là hấp phụ, khác với hấp thụ khi chất bị hút và hòa vào toàn bộ cấu trúc vật liệu.

Nhờ cơ chế hấp phụ, than hoạt tính có khả năng giảm mùi clo trong nước máy, loại bỏ một số hợp chất hữu cơ hòa tan, hấp phụ khói thuốc lá, mùi thức ăn hoặc các khí gây mùi trong không khí. Hiệu quả xử lý phụ thuộc vào chất lượng than, diện tích bề mặt, thời gian tiếp xúc cũng như nồng độ tạp chất cần loại bỏ. Khi các lỗ xốp dần bị lấp đầy, khả năng hấp phụ sẽ giảm xuống, vì vậy than hoạt tính cần được thay thế hoặc tái sinh định kỳ để duy trì hiệu quả lọc.

Các loại than hoạt tính phổ biến

Hiểu than hoạt tính là gì mới chỉ là bước đầu, bởi vật liệu này còn được phân thành nhiều loại khác nhau tùy theo nguyên liệu sản xuất, hình dạng và mục đích sử dụng. Mỗi loại sở hữu đặc tính hấp phụ riêng, phù hợp với các ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau.

1. Than hoạt tính dạng bột

Là loại than hoạt tính được nghiền thành bột mịn có kích thước siêu nhỏ từ 0.2mm đến 0.5mm, cho diện tích tiếp xúc lớn. Loại này có giá thành rẻ và được sử dụng nhiều trong pha chế hóa chất như mỹ phẩm, kem đánh răng, ngoài ra còn là thành phần chủ yếu trong các màng lọc nước RO hoặc được dùng để bổ trợ trong các hệ thống xử lí nước phèn công nghiệp.

2. Than hoạt tính dạng hạt

Là loại than hoạt tính có kích thước li ti ngẫu nhiên từ 0.2mm đến 5mm. Than hoạt tính dạng hạt khó bị rửa trôi hơn dạng bột nên thường được dùng làm thành phần trong bộ lọc nước sinh hoạt hoặc xử lí nước thải công nghiệp.

3. Than hoạt tính dạng viên nén

Về cơ bản đây là than hoạt tính dạng bột nhưng được nén lại thành những viên hình trụ có đường kính từ 0.8 mm đến 5 mm. Cấu trúc này cho viên than có khả năng hấp thụ mạnh hơn dạng hạt nhưng vẫn cứng cáp và bền bỉ, khó bị rửa trôi hơn dạng bột, do đó thường được sử dụng để lọc khí độc.

4. Than hoạt tính dạng ống

Là loại than hoạt tính được nén thành những ống hình trụ rỗng ruột lớn đường kính từ 1 - 5 cm. Than hoạt tính dạng ống thường được dùng để trang bị trong những hệ thống lọc lớn trong nhà máy hoặc các cơ sở công nghiệp.

5. Than hoạt tính dạng tấm

Đây thực chất là những miếng mút được tẩm bột than hoạt tính, thường được dùng để làm tấm lọc không khí. Vật liệu này đặc biệt hiệu quả trong việc xử lý mùi thuốc lá, mùi thức ăn, mùi vật nuôi và một số hợp chất hữu cơ bay hơi phát sinh từ sơn, nội thất hoặc vật liệu xây dựng. Khác với màng lọc HEPA chủ yếu giữ bụi mịn, than hoạt tính tập trung vào các chất ô nhiễm dạng khí mà mắt thường không nhìn thấy, giúp không gian sống trở nên dễ chịu hơn.

Ứng dụng của than hoạt tính trong thực tế

1. Xử lí nước

Than hoạt tính là lớp lọc quan trọng trong xử lí nước thải lẫn nước sinh hoạt hay nước uống, giúp loại bỏ các chất hữu cơ, chất hóa học và tạp chất hòa tan trong nước.

2. Xử lí mùi hôi và khí thải

Than hoạt tính cũng được sử dụng rộng rãi để khử mùi hôi trong không khí và lọc bớt nhiều chất độc trong không khí, chủ yếu nhất là dùng trong khẩu trang y tế và mặt nạ phòng độc. Hiện nay các máy hút bụi hay máy lọc không khí, máy lọc khử mùi đều có sử dụng than hoạt tính trong lớp màng lọc của mình.

3. Khử độc trong cơ thể

Trong thành phần của nhiều loại thuốc đường ruột đều có chứa than hoạt tính đã được xử lí y tế, lượng than này khi vào cơ thể sẽ có thể hấp thụ các chất độc rồi được thải ra ngoài theo đường tiêu hóa, giúp điều trị các triệu chứng đầy hơi, tiêu chảy, đau dạ dày, trúng thực, v.v…

4. Xử lí kim loại

Trong công nghiệp, than hoạt tính thường được dùng để chiết xuất các kim loại quý như vàng hay bạc, ngoài ra còn dùng để điều chế dung dịch mạ điện.

5. Làm thành phần bổ sung trong mỹ phẩm

Với đặc tính hấp thụ cao của mình, than hoạt tính cũng được dùng như một thành phần bổ sung trong một số loại mỹ phẩm, sữa rửa mặt, kem đánh răng, mặt nạ dưỡng da để hút bớt bụi bẩn hay độc tố từ lỗ chân lông. Loại than hoạt tính này thường được thu từ than tre.

Những hiểu lầm phổ biến về than hoạt tính

Than hoạt tính được ứng dụng rộng rãi trong đời sống, nhưng sự phổ biến này cũng kéo theo không ít quan niệm chưa chính xác. Hiểu đúng về khả năng và giới hạn của vật liệu sẽ giúp người dùng lựa chọn thiết bị phù hợp cũng như sử dụng hiệu quả hơn.

Than hoạt tính có thể loại bỏ mọi loại tạp chất?

Không. Than hoạt tính có khả năng hấp phụ tốt nhiều hợp chất hữu cơ, chất gây mùi và một số chất ô nhiễm trong nước hoặc không khí, nhưng không phải giải pháp xử lý toàn diện cho mọi trường hợp. Chẳng hạn, vật liệu này không thể loại bỏ hoàn toàn vi khuẩn, virus, kim loại nặng hay các chất rắn lơ lửng chỉ bằng cơ chế hấp phụ. Đó là lý do các hệ thống lọc hiện đại thường kết hợp than hoạt tính với màng RO, UV hoặc các công nghệ xử lý khác thay vì sử dụng riêng lẻ.

Than hoạt tính và than thường là một?

Dù đều có thành phần chính là carbon, than hoạt tính và than thông thường khác nhau đáng kể về cấu trúc. Than hoạt tính trải qua quá trình hoạt hóa ở nhiệt độ cao để hình thành hệ thống lỗ xốp dày đặc bên trong vật liệu. Chính cấu trúc này tạo ra diện tích bề mặt cực lớn và mang lại khả năng hấp phụ đặc trưng. Trong khi đó, than củi hoặc than đốt thông thường không sở hữu mạng lưới mao quản phát triển ở mức tương tự nên hiệu quả xử lý tạp chất thấp hơn rất nhiều.

Than hoạt tính có thể sử dụng vĩnh viễn?

Đây là một trong những hiểu lầm phổ biến nhất. Khả năng hấp phụ của than hoạt tính không mất đi ngay lập tức nhưng sẽ giảm dần theo thời gian khi các lỗ xốp bị lấp đầy bởi tạp chất. Khi đạt đến trạng thái bão hòa, vật liệu gần như không còn khả năng giữ lại các phân tử mới dù hình dạng bên ngoài vẫn không thay đổi đáng kể. Vì vậy, các lõi lọc chứa than hoạt tính đều có tuổi thọ nhất định và cần được thay thế hoặc tái sinh theo khuyến nghị của nhà sản xuất.

Càng nhiều than hoạt tính thì hiệu quả lọc càng cao?

Lượng than hoạt tính là một yếu tố quan trọng nhưng không phải yếu tố duy nhất quyết định hiệu quả xử lý. Chất lượng nguyên liệu, diện tích bề mặt, kích thước mao quản, tốc độ dòng nước hoặc không khí đi qua và thiết kế tổng thể của hệ thống lọc đều ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả cuối cùng. Một bộ lọc chứa nhiều than hoạt tính nhưng được thiết kế không tối ưu vẫn có thể cho hiệu suất thấp hơn một hệ thống sử dụng vật liệu chất lượng cao với cấu trúc phù hợp.

Than hoạt tính trong mọi sản phẩm đều mang lại hiệu quả như nhau?

Không phải sản phẩm nào gắn nhãn than hoạt tính cũng có hiệu quả tương đương. Chất lượng vật liệu, nguồn nguyên liệu đầu vào, quy trình sản xuất và tỷ lệ than hoạt tính được sử dụng có thể khác biệt rất lớn giữa các sản phẩm. Trong thực tế, than hoạt tính dùng cho xử lý nước, lọc không khí hay ứng dụng y tế thường được sản xuất theo các tiêu chuẩn riêng để đáp ứng yêu cầu của từng lĩnh vực. Vì vậy, người dùng nên quan tâm đến thông số kỹ thuật và uy tín của sản phẩm thay vì chỉ dựa vào sự xuất hiện của cụm từ "than hoạt tính".

Tạm kết

Từ các hệ thống lọc gia dụng đến những ứng dụng công nghiệp quy mô lớn, than hoạt tính vẫn giữ vai trò quan trọng nhờ khả năng hấp phụ hiệu quả và phạm vi ứng dụng đa dạng. Dù vậy, vật liệu này không phải giải pháp toàn năng và thường cần kết hợp với các công nghệ khác để đạt hiệu quả xử lý tối ưu. Nếu đang tìm hiểu về các thiết bị lọc hoặc giải pháp cải thiện chất lượng môi trường sống, việc nắm rõ than hoạt tính là gì sẽ giúp bạn đưa ra lựa chọn phù hợp với nhu cầu thực tế.

Nếu bạn quan tâm đến khả năng khử mùi và cải thiện chất lượng không khí trong gia đình, máy lọc không khí là thiết bị đáng cân nhắc. Tại FPT Shop, người dùng có thể dễ dàng tìm thấy nhiều mẫu máy lọc không khí chính hãng với cấu hình và công suất phù hợp cho từng nhu cầu sử dụng. Truy cập website hoặc đến cửa hàng gần nhất để trải nghiệm và nhận tư vấn chi tiết.

Xem thêm:

• 7 cách khử mùi trong phòng kín tại nhà hiệu quả, giúp không gian sống luôn thơm mát
• Long não là gì? Tìm hiểu các cách khử mùi long não hiệu quả và những lưu ý khi dùng