„Adsorbens“ – Versionsunterschied

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Ein '''Adsorbens''' oder '''Adsorptionsmittel''' dient zur Entfernung von Spurenstoffen aus [[Fluid]]en. Diese Spurenstoffe lagern sich aufgrund von [[Van-der-Waals-Kräfte]]n [[Adsorption|adsorptiv]] an der Oberfläche des Adsorbens an.
Ein '''Adsorbens''' oder '''Adsorptionsmittel''' dient zur Entfernung von Spurenstoffen aus [[Fluid]]en. Diese Spurenstoffe lagern sich aufgrund von [[Van-der-Waals-Kräfte]]n [[Adsorption|adsorptiv]] an der Oberfläche des Adsorbens an.


== Grundlagen ==
Die in der Laborpraxis und insbesondere in der [[Abgasreinigung]]stechnik verwendeten technischen Adsorbentien lassen sich wie folgt unterteilen:
Die in der Laborpraxis und insbesondere in der [[Abgasreinigung]]stechnik verwendeten technischen Adsorbentien lassen sich wie folgt unterteilen:
* Kohlenstoffhaltige Adsorbentien (z. B. [[Aktivkohle]], [[Aktivkoks]], Kohlenstoffmolekularsiebe)
* Kohlenstoffhaltige Adsorbentien (z. B. [[Aktivkohle]], [[Aktivkoks]], Kohlenstoffmolekularsiebe)
* Oxidische Adsorbentien (z. B. Aktivtonerden, [[Kieselgel]]e, [[Zeolithe (Stoffgruppe)|Zeolithe]], [[Trass (Gestein)|Trass]])
* Oxidische Adsorbentien (z. B. Aktivtonerden, [[Kieselgel]]e, [[Zeolithe (Stoffgruppe)|Zeolithe]], [[Trass (Gestein)|Trass]])
* Polymeradsorbentien (häufig [[Styrol]]polymere unter Einsatz eines Vernetzungsmittels)
* Polymeradsorbentien (häufig [[Styrol]]polymere unter Einsatz eines Vernetzungsmittels)
* Mischsorbentien (z. B. Mischung aus [[Kalkhydrat]] und Aktivkoks)
* Mischsorbentien (z. B. Mischung aus [[Kalkhydrat]] und Aktivkoks)
[[Metal Organic Framework|Metallorganische Gerüstverbindungen]] werden noch nicht in nennenswertem Umfang technisch angewendet.
* [[Metal Organic Framework|Metallorganische Gerüstverbindungen]]; diese werden noch nicht in nennenswertem Umfang technisch angewendet


Aufgrund ihrer [[Porosität]] weisen Adsorbentien eine große innere Oberfläche auf. Diese kann teilweise mehr als tausend Quadratmeter pro Gramm betragen.<ref name="wirth">Hans Wirth: ''Eigenschaften und Auswahlkriterien für Adsorptionsmittel''. [[Gefahrstoffe – Reinhaltung der Luft|Staub - Reinhalt. Luft]], 36 (1976) Nr. 7, S.&nbsp;288–292.</ref> Porendurchmesser und Porengrößenverteilung hängen vom jeweiligen Adsorbens ab. Während beispielsweise Zeolithe einen klar definierten Porendurchmesser aufweisen, kann bei Aktivkohlen je nach Porendurchmesser zwischen Makro-, Meso- und Mikroporen unterschieden werden. Das Volumen der Mikroporen beträgt in der Regel zwischen 0,25 bis 1,2 Gramm pro Kubikzentimeter.<ref name="wirth" />
Aufgrund ihrer [[Porosität]] weisen Adsorbentien eine große innere Oberfläche auf. Diese kann teilweise mehr als tausend Quadratmeter pro Gramm betragen.<ref name="wirth">Hans Wirth: ''Eigenschaften und Auswahlkriterien für Adsorptionsmittel''. In: ''[[Gefahrstoffe – Reinhaltung der Luft|Staub – Reinhalt. Luft]].'' 36, Nr. 7, 1976, {{ISSN|0949-8036}}, S.&nbsp;288–292.</ref> Porendurchmesser und Porengrößenverteilung hängen vom jeweiligen Adsorbens ab. Während beispielsweise Zeolithe einen klar definierten Porendurchmesser aufweisen, kann bei Aktivkohlen je nach Porendurchmesser zwischen Makro-, Meso- und Mikroporen unterschieden werden. Das spezifische Volumen der Mikroporen beträgt in der Regel zwischen 0,25 und 1,2 [[Kubikzentimeter]] pro [[Gramm]] Adsorbens.<ref name="wirth" />


Für bestimmte Trennaufgaben werden Adsorbentien [[Imprägnierung|imprägniert]]. Das Imprägniermittel dient dabei entweder als [[Chemische Reaktion|Reaktionspartner]] ([[Chemisorption]]) oder als [[Katalysator]] für die [[heterogene Katalyse]].<ref name="q1">VDI 3928:2017-01 ''Abgasreinigung durch Chemisorption (Waste gas cleaning by chemisorption).'' Beuth Verlag, Berlin, S.&nbsp;21–23.</ref> Die Adsorbentien können entweder durch Tauch- und Sprühverfahren oder durch Adsorption aus der Gasphase imprägniert werden. Der Massenanteil der Imprägniermittel kann bis zu 30 Prozent betragen.<ref name="q1"/> Beispiele für den Einsatz imprägnierter Adsorbentien sind mit [[Schwefelsäure]] oder [[Brom]] behandelte Aktivkohlen zur Abscheidung von [[Quecksilber]] aus Feuerungsabgasen<ref>Wolfgang Esser-Schmittmann, Simone Schmitz: ''Chemisorption von Quecksilber aus Feuerungsabgasen.'' In: ''[[Gefahrstoffe – Reinhaltung der Luft|Gefahrstoffe – Reinhalt. Luft]].'' 74, Nr. 5, 2014, {{ISSN|0949-8036}}, S.&nbsp;175–177.</ref> und mit Metalloxiden versehene Aktivkohlen zur [[Reduktion (Chemie)|Reduktion]] von [[Stickstoffdioxid]] bei der Kraftfahrzeuginnenraumfiltration<ref>Uta Sager, Eckhard Däuber, Christof Asbach, Dieter Bathen, Frank Schmidt, Claudia Weidenthaler, Jo-Chi Tseng, Wolfgang Schmidt: ''Unterschiede bei der Adsorption von NO<sub>2</sub> und NO an modifizierter Aktivkohle.'' In: ''Gefahrstoffe – Reinhalt. Luft.'' 74, Nr. 5, 2014, {{ISSN|0949-8036}}, S.&nbsp;181–184.</ref>.
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Adsorbentien werden unter anderem in Abgasreinigungsanlagen, [[Wasseraufbereitung]]sanlagen, [[Dunstabzugshaube]]n, [[Einlegesohle]]n, [[Adsorptionskältemaschine]]n und [[Kabinenluftfilter]]n eingesetzt. Die Auswahl des jeweiligen Adsorbens richtet sich neben den abzuscheidenden Komponenten unter anderem auch nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten und nach Sicherheitsaspekten. Für die Trennaufgabe ist die Wechselwirkung zwischen dem zu adsorbierenden Stoff (Adsoptiv) und dem Adsorbens von Bedeutung.<ref>Harald Jüntgen: ''Grundlagen der Adsorption''. Staub - Reinhalt. Luft, 36 (1976) Nr. 7, S.&nbsp;281–288.</ref> Zu den wirtschaftlichen Gesichtspunkten gehört auch die [[Regeneration (Chemie)|Regenerierbarkeit]] des eingesetzten Adsorbens. Dies setzt voraus, dass keine Reaktion zwischen dem adsorbierten Stoff (Adsorpt) und dem Adsorbens stattfindet.<ref>Jürgen Klein: ''Regeneration von Adsorptionsmitteln''. Staub - Reinhalt. Luft, 36 (1976) Nr. 7, S.&nbsp;292–297.</ref> Bei den Sicherheitsaspekten spielt die [[Reaktivität (Chemie)|Reaktivität]] und Brennbarkeit von Aktivkohle eine herausragende Rolle.<ref>Götz-Gerald Börger: ''Glimmbrandentstehung in Aktivkohleadsorbern, Teil 1 und Teil 2''. [[Chemie Ingenieur Technik|Chem.-Ing.-Techn.]], (69) 1 + 2/97, S.&nbsp;130–132 und (69) 3/97, S.&nbsp;358–361.</ref> Ebenso können adsorbierte [[Kohlenwasserstoffe]] eine nicht zu vernachlässigende [[Brandlast]] darstellen.

== Anwendung ==
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Adsorbentien werden unter anderem in Abgasreinigungsanlagen, [[Wasseraufbereitung]]sanlagen, [[Dunstabzugshaube]]n, [[Einlegesohle]]n, [[Adsorptionskältemaschine]]n und [[Kabinenluftfilter]]n eingesetzt. Die Auswahl des jeweiligen Adsorbens richtet sich neben den abzuscheidenden Komponenten unter anderem auch nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten und nach Sicherheitsaspekten. Für die Trennaufgabe ist die Wechselwirkung zwischen dem zu adsorbierenden Stoff (Adsorptiv) und dem Adsorbens von Bedeutung.<ref>Harald Jüntgen: ''Grundlagen der Adsorption''. In: ''Staub – Reinhalt. Luft.'' 36, Nr. 7, 1976, {{ISSN|0949-8036}}, S.&nbsp;281–288.</ref> Zu den wirtschaftlichen Gesichtspunkten gehört auch die [[Regeneration (Chemie)|Regenerierbarkeit]] des eingesetzten Adsorbens. Dies setzt voraus, dass keine Reaktion zwischen dem adsorbierten Stoff (Adsorpt) und dem Adsorbens stattfindet.<ref>Jürgen Klein: ''Regeneration von Adsorptionsmitteln''. In: ''Staub – Reinhalt. Luft.'' 36, Nr. 7, 1976, {{ISSN|0949-8036}}, S.&nbsp;292–297.</ref> Bei den Sicherheitsaspekten spielt die [[Reaktivität (Chemie)|Reaktivität]] und Brennbarkeit von Aktivkohle eine herausragende Rolle.<ref>Götz-Gerald Börger: ''Glimmbrandentstehung in Aktivkohleadsorbern, Teil 1 und Teil 2.'' In: ''[[Chemie Ingenieur Technik|Chem.-Ing.-Techn.]]'' {{ISSN|0009-286X}}, 69, Nr. 1 + 2, 1997, S.&nbsp;130–132 und 69, Nr. 3, 1997, S.&nbsp;358–361.</ref> Ebenso können adsorbierte [[Kohlenwasserstoffe]] eine nicht zu vernachlässigende [[Brandlast]] darstellen.

=== Medizinische Anwendung ===
In der Medizin spielen Adsorbenzien (so die medizinisch verbreitete Schreibweise<ref>{{Internetquelle |url=https://www.pschyrembel.de/Adsorbenzien/K01QU |titel=Pschyrembel Online |abruf=2023-10-27}}</ref><ref>{{Internetquelle |autor=Gelbe Liste Online |url=https://www.gelbe-liste.de/selbstmedikation/durchfall/phytopharmaka-adsorbenzien-durchfall |titel=Phytopharmaka, Adsorbenzien und andere Substanzen {{!}} Gelbe Liste |sprache=de |abruf=2023-10-27}}</ref>) eine wichtige Rolle in der Behandlung von [[Vergiftung|Intoxikationen]] oder in der symptomatischen Behandlung von [[Toxin]]-abhängigen Erkrankungen. Beispiele oral zu verabreichender Adsorbenzien sind Aktivkohle bei einigen oral aufgenommenen Giften, [[Smektitgruppe|Smektit]] (dioktaedrisch) zur Senkung der Durchfalldauer bei Bakterientoxin-bedingten akuten infektiösen [[Gastroenteritis|Gastroenteriden]] im Kindesalter<ref>{{AWMF|https://register.awmf.org/assets/guidelines/068-003l_S2k_AGE-Akute-infektioese-Gastroenteritis-Saeuglinge-Kinder-Jugendliche-2019-05.pdf|Akute infektiöse Gastroenteritis im Säuglings-, Kindes- und Jugendalter|S2k|Gesellschaft für Pädiatrische Gastroenterologie und Ernährung e.&nbsp;V. (GPGE)}}</ref> und [[Antazidum|Antazida]] bei der Behandlung von [[Gastroösophagealer Reflux|gastroösophagealem Reflux]]<ref>{{AWMF|https://register.awmf.org/assets/guidelines/021-013l_S2k_Gastrooesophageale-Refluxkrankheit-eosinophile_Oesophagitis_2023-09.pdf|Gastroösophageale Refluxkrankheit und eosinophile Ösophagitis|S2k|Deutsche Gesellschaft für Gastroenterologie, Verdauungs- und Stoffwechselkrankheiten e.&nbsp;V. (DGVS)}}</ref>. [[Extrakorporales System|Extrakorporal]] ist beispielsweise die [[Dialyse#Hämoperfusion|Hämoperfusion]] zu nennen, welche Adsorbenzien wie Aktivkohle oder [[Ionenaustauscherharze]] verwendet<ref>{{Internetquelle |url=https://www.pschyrembel.de/H%C3%A4moperfusion/K09B6 |titel=Pschyrembel Online |abruf=2023-10-27}}</ref>.


== Literatur ==
== Literatur ==
* VDI 3674:2013-04 Abgasreinigung durch Adsorption; Prozessgas- und Abgasreinigung (Waste gas cleaning by adsorption; Process gas and waste gas cleaning). Beuth Verlag, Berlin. ([https://www.vdi.de/richtlinie/vdi_3674-abgasreinigung_durch_adsorption_prozessgas_und_abgasreinigung/ Zusammenfassung online], [https://www.vdi.de/uploads/tx_vdirili/pdf/1924325.pdf Inhaltsverzeichnis und Anwendungsbereich])
* VDI 3674:2013-04 ''Abgasreinigung durch Adsorption; Prozessgas- und Abgasreinigung (Waste gas cleaning by adsorption; Process gas and waste gas cleaning).'' Beuth Verlag, Berlin. ([https://www.vdi.de/richtlinie/vdi_3674-abgasreinigung_durch_adsorption_prozessgas_und_abgasreinigung/ Zusammenfassung und Inhaltsverzeichnis online])


== Weblinks ==
== Weblinks ==
* {{Wiktionary}}
{{Wiktionary}}


== Einzelnachweise ==
== Einzelnachweise ==

Aktuelle Version vom 21. Juni 2024, 12:36 Uhr

Ein Adsorbens oder Adsorptionsmittel dient zur Entfernung von Spurenstoffen aus Fluiden. Diese Spurenstoffe lagern sich aufgrund von Van-der-Waals-Kräften adsorptiv an der Oberfläche des Adsorbens an.

Grundlagen

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Die in der Laborpraxis und insbesondere in der Abgasreinigungstechnik verwendeten technischen Adsorbentien lassen sich wie folgt unterteilen:

Aufgrund ihrer Porosität weisen Adsorbentien eine große innere Oberfläche auf. Diese kann teilweise mehr als tausend Quadratmeter pro Gramm betragen.[1] Porendurchmesser und Porengrößenverteilung hängen vom jeweiligen Adsorbens ab. Während beispielsweise Zeolithe einen klar definierten Porendurchmesser aufweisen, kann bei Aktivkohlen je nach Porendurchmesser zwischen Makro-, Meso- und Mikroporen unterschieden werden. Das spezifische Volumen der Mikroporen beträgt in der Regel zwischen 0,25 und 1,2 Kubikzentimeter pro Gramm Adsorbens.[1]

Für bestimmte Trennaufgaben werden Adsorbentien imprägniert. Das Imprägniermittel dient dabei entweder als Reaktionspartner (Chemisorption) oder als Katalysator für die heterogene Katalyse.[2] Die Adsorbentien können entweder durch Tauch- und Sprühverfahren oder durch Adsorption aus der Gasphase imprägniert werden. Der Massenanteil der Imprägniermittel kann bis zu 30 Prozent betragen.[2] Beispiele für den Einsatz imprägnierter Adsorbentien sind mit Schwefelsäure oder Brom behandelte Aktivkohlen zur Abscheidung von Quecksilber aus Feuerungsabgasen[3] und mit Metalloxiden versehene Aktivkohlen zur Reduktion von Stickstoffdioxid bei der Kraftfahrzeuginnenraumfiltration[4].

Anwendung

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Adsorbentien werden unter anderem in Abgasreinigungsanlagen, Wasseraufbereitungsanlagen, Dunstabzugshauben, Einlegesohlen, Adsorptionskältemaschinen und Kabinenluftfiltern eingesetzt. Die Auswahl des jeweiligen Adsorbens richtet sich neben den abzuscheidenden Komponenten unter anderem auch nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten und nach Sicherheitsaspekten. Für die Trennaufgabe ist die Wechselwirkung zwischen dem zu adsorbierenden Stoff (Adsorptiv) und dem Adsorbens von Bedeutung.[5] Zu den wirtschaftlichen Gesichtspunkten gehört auch die Regenerierbarkeit des eingesetzten Adsorbens. Dies setzt voraus, dass keine Reaktion zwischen dem adsorbierten Stoff (Adsorpt) und dem Adsorbens stattfindet.[6] Bei den Sicherheitsaspekten spielt die Reaktivität und Brennbarkeit von Aktivkohle eine herausragende Rolle.[7] Ebenso können adsorbierte Kohlenwasserstoffe eine nicht zu vernachlässigende Brandlast darstellen.

Medizinische Anwendung

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In der Medizin spielen Adsorbenzien (so die medizinisch verbreitete Schreibweise[8][9]) eine wichtige Rolle in der Behandlung von Intoxikationen oder in der symptomatischen Behandlung von Toxin-abhängigen Erkrankungen. Beispiele oral zu verabreichender Adsorbenzien sind Aktivkohle bei einigen oral aufgenommenen Giften, Smektit (dioktaedrisch) zur Senkung der Durchfalldauer bei Bakterientoxin-bedingten akuten infektiösen Gastroenteriden im Kindesalter[10] und Antazida bei der Behandlung von gastroösophagealem Reflux[11]. Extrakorporal ist beispielsweise die Hämoperfusion zu nennen, welche Adsorbenzien wie Aktivkohle oder Ionenaustauscherharze verwendet[12].

Literatur

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Wiktionary: Adsorbens – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise

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  1. ↑ a b Hans Wirth: Eigenschaften und Auswahlkriterien für Adsorptionsmittel. In: Staub – Reinhalt. Luft. 36, Nr. 7, 1976, ISSN 0949-8036, S. 288–292.
  2. ↑ a b VDI 3928:2017-01 Abgasreinigung durch Chemisorption (Waste gas cleaning by chemisorption). Beuth Verlag, Berlin, S. 21–23.
  3. ↑ Wolfgang Esser-Schmittmann, Simone Schmitz: Chemisorption von Quecksilber aus Feuerungsabgasen. In: Gefahrstoffe – Reinhalt. Luft. 74, Nr. 5, 2014, ISSN 0949-8036, S. 175–177.
  4. ↑ Uta Sager, Eckhard Däuber, Christof Asbach, Dieter Bathen, Frank Schmidt, Claudia Weidenthaler, Jo-Chi Tseng, Wolfgang Schmidt: Unterschiede bei der Adsorption von NO2 und NO an modifizierter Aktivkohle. In: Gefahrstoffe – Reinhalt. Luft. 74, Nr. 5, 2014, ISSN 0949-8036, S. 181–184.
  5. ↑ Harald Jüntgen: Grundlagen der Adsorption. In: Staub – Reinhalt. Luft. 36, Nr. 7, 1976, ISSN 0949-8036, S. 281–288.
  6. ↑ Jürgen Klein: Regeneration von Adsorptionsmitteln. In: Staub – Reinhalt. Luft. 36, Nr. 7, 1976, ISSN 0949-8036, S. 292–297.
  7. ↑ Götz-Gerald Börger: Glimmbrandentstehung in Aktivkohleadsorbern, Teil 1 und Teil 2. In: Chem.-Ing.-Techn. ISSN 0009-286X, 69, Nr. 1 + 2, 1997, S. 130–132 und 69, Nr. 3, 1997, S. 358–361.
  8. ↑ Pschyrembel Online. Abgerufen am 27. Oktober 2023.
  9. ↑ Gelbe Liste Online: Phytopharmaka, Adsorbenzien und andere Substanzen | Gelbe Liste. Abgerufen am 27. Oktober 2023.
  10. ↑ S2k-Leitlinie Akute infektiöse Gastroenteritis im Säuglings-, Kindes- und Jugendalter der Gesellschaft für Pädiatrische Gastroenterologie und Ernährung e. V. (GPGE). In: AWMF online
  11. ↑ S2k-Leitlinie Gastroösophageale Refluxkrankheit und eosinophile Ösophagitis der Deutsche Gesellschaft für Gastroenterologie, Verdauungs- und Stoffwechselkrankheiten e. V. (DGVS). In: AWMF online
  12. ↑ Pschyrembel Online. Abgerufen am 27. Oktober 2023.
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