Nếu đã từng tìm hiểu về máy lọc không khí, bạn sẽ nhận thấy, trong hầu hết các dòng máy lọc không khí hiện đại đều có một lớp màng lọc than hoạt tính, kể cả các dòng máy lọc không khí ozone. Vậy, màng lọc than hoạt tính là gì và sự xuất hiện của chúng trong các mẫu máy lọc không khí có vai trò như thế nào?

Than hoạt tính là gì?

Than hoạt tính (còn gọi là carbon) là một chất hấp phụ rất hữu ích. Do diện tích bề mặt cao, cấu trúc lỗ (vi mô, trung mô và vĩ mô), và mức độ phản ứng bề mặt cao, than hoạt tính có thể được sử dụng để làm sạch, khử clo, khử mùi và khử màu cho cả ứng dụng lỏng và hơi. Hơn nữa, cacbon hoạt tính là chất hấp phụ kinh tế cho nhiều ngành công nghiệp như lọc nước, sản phẩm cấp thực phẩm, thẩm mỹ, ứng dụng ô tô, lọc khí công nghiệp, dầu mỏ và thu hồi kim loại quý chủ yếu là vàng.

Than hoạt tính được chia thành nhiều loại khác nhau gồm:

Than hoạt tính dạng hạt

Than hoạt tính dạng viên

Than hoạt tính dạng bột

Than hoạt tính ngâm tẩm

Than hoạt tính xúc tác

Than hoạt tính được tạo ra như thế nào?

Than hoạt tính được làm từ nhiều nguyên liệu thô khác nhau. Phổ biến nhất là gỗ, vỏ quả hạch, gáo dừa, than đá và than bùn. Hầu như bất kỳ vật liệu nặng carbon nào cũng sẽ tạo ra than hoạt tính, mặc dù một số vật liệu dễ kiếm hơn hoặc tạo ra sản phẩm cuối cùng tốt hơn.

Về cơ bản, vật liệu carbon thô chứa đầy các chất khác, chẳng hạn như chất hữu cơ, lấp đầy các lỗ cực nhỏ, hoặc lỗ rỗng, trong carbon. Quá trình này bắt đầu bằng cách loại bỏ những chất này và để lại carbon tinh khiết (hoặc gần như tinh khiết). Các kích thước lỗ cực nhỏ chứa đầy các chất khác giờ đã rỗng, làm tăng đáng kể không gian bề mặt của cacbon. Phép đo độ rỗng trong vật liệu được gọi là độ xốp.

Tiếp sau đó, carbon được “hoạt hóa” thông qua quá trình oxy hóa. Một khi vật liệu trải qua quá trình kích hoạt, nó sẽ sẵn sàng lấy và giữ các chất độc và phân tử.

Có hai quy trình thường được sử dụng để kích hoạt vật liệu carbon (hoặc than củi). Đầu tiên được gọi là kích hoạt hơi nước, còn được gọi là kích hoạt vật lý. Trong quá trình này, nguyên liệu thô được chuyển đổi bằng cách sử dụng khí nóng, tiếp theo là không khí đốt cháy khí. Kích hoạt vật lý sử dụng cacbon hóa hoặc hoạt hóa / oxy hóa và có thể yêu cầu nhiệt độ trên 600 độ C.

Quá trình khác được sử dụng để hoạt hóa carbon là hoạt hóa hóa học. Trong quá trình này, nguyên liệu thô được ngâm tẩm với một loại hóa chất, thường là axit, bazơ hoặc một loại muối. Vật liệu sau đó được xử lý ở nhiệt độ thấp hơn, thường là khoảng 450 đến 900 độ C. Do nhiệt độ yêu cầu thấp hơn, hoạt hóa hóa học thường là phương pháp hiệu quả và hiệu quả hơn để hoạt hóa carbon.

Vai trò của màng lọc than hoạt tính máy lọc không khí

Như đã đề cập ở trên, than hoạt tính được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau với mục đích làm sạch nước và không khí. Cụ thể, chúng giúp:

Loại bỏ các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi như Benzen, TCE và PCE

Xử lý Hydrogen Sulfide (HS) và làm sạch chất gây ô nhiễm trong luồng khí thải

Được sử dụng như một chất ức chế vi khuẩn trong bộ lọc nước uống

Loại bỏ mùi vị và các hợp chất gây mùi như MIB và geosmin

Loại bỏ clo và cloramin

Bằng những ứng dụng này, sự xuất hiện của màng lọc than hoạt tính trong máy lọc không khí giúp loại bỏ tối đa các hợp chất gây hại trong không khí, chúng cũng góp phần tích cực trong việc xử lý khói.

Một số nghiên cứu về vai trò của than hoạt tính trong việc làm sạch không khí, nước đã được thực hiện. Kết quả như sau:

Nghiên cứu của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ cho thấy rằng các bộ lọc HVAC sử dụng than hoạt tính loại bỏ 60 đến 70% ozone từ không khí đi qua nó, trong khi các bộ lọc không có than hoạt tính có hiệu quả làm sạch thấp hơn đáng kể.

Một nghiên cứu khác cũng do Bộ Năng lượng Hoa Kỳ ủy quyền cho thấy bộ lọc than hoạt tính có khả năng loại bỏ tới 80% các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi và tới 30% formaldehyde, một chất gây ô nhiễm không khí phổ biến.

So với các loại màng lọc khác được sử dụng trong máy lọc không khí, màng lọc than hoạt tính có những điểm khác biệt. Cụ thể như sau:

Có sự khác biệt lớn giữa bộ lọc than hoạt tính và bộ lọc HEPA: Điều này là do một số bộ lọc HEPA dùng để loại bỏ các hạt bụi trong không khí (bụi, bào tử nấm mốc, lông vật nuôi, phấn hoa, v.v.) trong khi carbon được sử dụng để loại bỏ khí, hóa chất và VOC. Thành phần chính của bộ lọc HEPA là vật liệu sợi thủy tinh hoặc polypropylene mỏng, có hiệu quả để bẫy các hạt nhỏ. Về cơ bản, “HEPA” dùng để chỉ bộ lọc không khí dạng hạt hiệu suất cao loại bỏ ít nhất 99,97% các hạt không khí ở kích thước 0,3 micron. Ngược lại, than hoạt tính thường được làm từ than đá, than củi hoặc gáo dừa và được thiết kế để hoạt động như một chất hấp phụ để loại bỏ phạm vi kích thước hạt nhỏ hơn cho các mặt hàng như khí, hóa chất và VOC. Khí rất nhỏ, chúng sẽ đơn giản đi qua các sợi trong bộ lọc HEPA.

Than hoạt tính và tia UV cũng có sự khác biệt đáng kể về hiệu quả sử dụng: Đèn UV là một công nghệ khác được sử dụng để lọc các chất gây ô nhiễm từ không khí. Tuy nhiên, tia UV chỉ có tác dụng với các chất hữu cơ và sinh vật, đặc biệt là nấm mốc. Tia UV tấn công DNA của tế bào, phá vỡ hoặc giết chết hoàn toàn tế bào. Bất kỳ bào tử nấm mốc nào đi qua máy lọc tia UV sẽ bị tiêu diệt. Công nghệ này cũng có thể được sử dụng để tiêu diệt vi rút và vi khuẩn, nhưng cần phải nghiên cứu thêm về vấn đề này. Vì vậy, trong khi tia UV giết chết các tế bào sống, than hoạt tính có thể bẫy các hạt, sống hoặc vô tri vô giác. Điều này làm cho than hoạt tính và tia UV trở thành sự kết hợp hiệu quả để làm sạch và thanh lọc không khí; carbon giữ lại các hạt của hầu hết các loại, trong khi tia UV có thể tiêu diệt nấm mốc, vi khuẩn và vi rút có hại.

Than hoạt tính so với chất ion hóa: Các chất tạo ion là một cách gây tranh cãi để tiêu diệt nấm mốc, khử mùi hôi và “làm sạch” không khí trong nhà. Máy tạo ion và máy tạo ozone, một sản phẩm tương tự, giải phóng ozone vào không khí, sau đó tấn công các tế bào và phá hủy chúng ở cấp độ phân tử. Hiệu quả của chất ion hóa không chỉ tấn công nấm mốc mà còn có thể tấn công các tế bào da, tế bào phổi và bất kỳ tế bào nào khác mà nó tiếp xúc. Do đó, than hoạt tính, có tác dụng giữ các hạt và không gây hại cho tế bào của chúng ta và là một phương pháp điều trị được ưa chuộng hơn nhiều.

Than hoạt tính so với màng lọc tĩnh điện: Thiết bị lọc bụi tĩnh điện về cơ bản sử dụng lực bám tĩnh để lấy các hạt trong không khí và giữ chúng tại chỗ. Chúng có thể hiệu quả để loại bỏ các hạt độc hại và chất gây dị ứng, nhưng chúng có một vấn đề cụ thể: chúng giải phóng ozone như một sản phẩm phụ. Vì lý do này, trong hầu hết các trường hợp, thiết bị lọc bụi tĩnh điện chỉ được sử dụng cho các mục đích công nghiệp, như làm sạch hơi nước và khói trước khi thải vào khí quyển.

Những điều cần lưu ý khi sử dụng màng lọc than hoạt tính máy lọc không khí

Rõ ràng, màng lọc than hoạt tính đóng giữ một vai trò quan trọng trong quá trình làm sạch không khí với máy lọc không khí. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng, khi các lỗ rỗng trên bề mặt cấu trúc của than hoạt tính bị lấp đầy, màng lọc than hoạt tính không thể tiếp tục thực hiện quá trình hấp phụ chất gây hại. Vì vậy, sau một thời gian sử dụng, màng lọc than hoạt tính cần được thay mới.