Reaktion von Aceton und Aktivkohle

[Tigra889]

Hallo liebe Chemiefreunde,

ich hoffe jemand kann mir helfen. Ich habe festgestellt das Aktivkohlefilter an Leistung verlieren wenn Aceton in der Umgebung vorhanden ist. Es scheint aber eine Abhängigkeit zur Feuchtebeladung der Luft zu geben. Bei wenig Feuchte passiert weniger als wenn die Luft sehr feucht ist. Da ich leider nur sehr wenig von Reaktionsgleichungen (und auch Chemie) verstehe, wollte ich mal fragen ob es einem vielleicht bekannt ist oder sich jemand vorstellen kann was da passiert? Welches Produkt könnte entstehen?

Vielen Dank für die Hilfe oder Tipps wo man Informationen finden könnte :-)

[Fulvenus]

Chemisch wird da zwischen Aceton und der Aktivkohle nichts passieren.
Aceton kann jedoch ebenfalls von Aktivkohle adsorbiert werden(physikalischer Vorgang).Welche Gleichgewichte bzgl. Dampdruck Wasser/Aceton und Adsorptionsverhalten vorliegen,ist hier vermutlich nicht so relevant.
Wichtiger ist,um was für Filtersystem es sich handelt,wie hast du die Leistungsunterschiede festgestellt und in welchen Mengen ist Aceton da vorhanden?
So kann man nur annehmen,daß Aceton eben mit Wasser in Konkurrenz steht beim Adsorptionsverhalten.

Fulvenus!

[Tigra889]

Hallo Fulvenus,

danke für die schnelle Antwort. Das Aceton war im Bereich des MAK-Wertes (maximale Arbeitsplatz Konzentration) vorhanden, also 200 PPM.
Ich bin mir da nicht so sicher ob da nicht chemisch was passiert, weil der Aktivkohlefilter der dieser Konzentration einmal ausgesetzt war, im Nachgang weniger H20 adsorbiert. Also scheint ja irgendwas mit der Aktivkohle passiert zu sein... Ich habe im Internet mal etwas von einer kalten Oxidation gelesen, aber ich weiß nicht ob sowas hier auch möglich ist...

[Fulvenus]

Aktivkohle kann Aceton relativ gut adsorbieren(->http://www.umweltanalytik.com/daten/aktivkohle.htm ),der Vorgang ist aber reversibel und nicht chemisch.
Aceton würde keine Oxidation von Aktivkohle(oberfläche) bewirken.
Wie habt ihr die Adsorption von Wasser gemessen,wie genau ist die Messung?
Vielleicht kommt hier noch input von jemandem mit ähnlichen Erfahrungen.

Fulvenus!

[Tigra889]

Die Aufjahnekapazität haben wir über die Gewichtszunahme gemessen. Diese ist um ca. 20% gesunken... Wiegen hat immer einen gewissen Fehler aber in den Messungen davor lagen wir nur ein paar Prozent daneben...Das Interessante hier ist aus meiner Sicht das man eine Veringerung der Aufnahmekapazität nur in der Verbindung von Wasserdampf und Aceton festegestellt worden... Aceton alleine scheint keinen großen Effekt zu haben, wie auch von dir bestätigt. Woher weißt du das der Prozess komplett Reversibel ist?

[chemiewolf]

Zitat von Tigra889

Woher weißt du das der Prozess komplett Reversibel ist?

da keinerlei chemische Reaktion stattfindet ist das offensichtlich.

[Fulvenus]

Zitat von Tigra889

Woher weißt du,daß der Prozess komplett Reversibel ist?

Mir ist keine Möglichkeit der chemischen Interaktion zwischen Aceton und der Aktivkohleoberfläche bekannt,die eine vollständige Reversibilität verhindert.
Man hat das Ad/Desorptionsverhalten verschiedener Lösungsmittel an unterschiedlichen Adsorbantien,auch diverse "Aktivkohlen" schon länger untersucht
(z.B.:https://www.researchgate.net/publication/288625711_Experiment_and_simulation_of_the_desorption_of_acetone_from_activated_carbon ).
Bei eurem anscheinend wirklichen Problem ist mir aber keine Erklärung bekannt.
Ist diese Minderung der Aufnahme von Wasser nur in Gegenwart von Aceton zu beobachten?
Umgekehrt findet man den Einfluß von Feuchtigkeit auf die Adsorption von VOC,wie eben auch Aceton.
Dazu hier:https://pdfs.semanticscholar.org/7c57/c75aac923f9d3de38678c8bd07170f5d1660.pdf .
Warte trotzdem mal auf Beiträge von Fachleuten zu dem Thema.

Fulvenus!

[imalipusram]

Könnte es sein, daß das Aceton die Oberfläche bzw. adsorbierte Moleküle anlöst und dadurch verändert (verkleinert), und so die "Poren zukleistert"? Oder im Aceton eine Verunreinigung ist, die das tut?

[chemiewolf]

Zitat von imalipusram

Könnte es sein, daß das Aceton die Oberfläche bzw. adsorbierte Moleküle anlöst und dadurch verändert (verkleinert), und so die "Poren zukleistert"?

sehr spekulativ.

Zitat von imalipusram

Oder im Aceton eine Verunreinigung ist, die das tut?

das könnte man mit einer guten Qualität ausschließen.

[Fulvenus]

Zitat von imalipusram

Oder im Aceton eine Verunreinigung ist, die das tut?

Das Aceton ist in der Gasphase,die "Verunreinigungen" müßten ähnlich flüchtig sein und dazu auch noch in vergleichbaren Mengen vorhanden sein,um den obigen Kapazitätsschwund zu erklären.
Da müßte man vor Ort wohl genauer schauen,was wie gemacht wurde.

Fulvenus!

[imalipusram]

Zitat von chemiewolf

sehr spekulativ.

Durchaus. Man müßte mal mit dem EM auf die Aktivkohle gucken. Auf atomarer Ebene dürfte die Oberfläche des Aktivkohle ja durchaus mit Luftsauerstoff reagieren. Damit sollten auch Ketogruppen vorliegen, die dann auch mit Aceton reagieren können sollten.

@TES kannst Du eine Proble Deiner Aktivkohle mit NaBH4 reagieren (reduziert u.a. Ketogruppen) und dann testen, ob der Acetoneffekt noch auftritt?

[chemiewolf]

Zitat von imalipusram

Auf atomarer Ebene dürfte die Oberfläche des Aktivkohle ja durchaus mit Luftsauerstoff reagieren.

bei Raumtemperatur? Da dürfte es Jahre dauern bis soviel oxidiert ist, dass sich daraus, wenn überhaupt, ein Effekt ergibt.

[imalipusram]

Zitat von chemiewolf

bei Raumtemperatur? Da dürfte es Jahre dauern bis soviel oxidiert ist, dass sich daraus, wenn überhaupt, ein Effekt ergibt.

Genau das frage ich mich. Die Oberfläche ist ja riesig und alles andere als glatt und regelmäßig. Was meinen denn die Katalysatorsspezialisten hier?

[Cyrion]

Aktivkohle dürfte seine Adsorptionsfähigkeit ja daher haben, dass hier massig Fehlstellen vorhanden sind. Konkurrieren hier nicht einfach Wasser und Aceton mit dem zu adsorbierenden Stoff um die Plätze?

[chemiewolf]

Zitat von Cyrion

Konkurrieren hier nicht einfach Wasser und Aceton mit dem zu adsorbierenden Stoff um die Plätze?

schon, wenn sie gleichzeitig damit in Kontakt kommen. Aber die Funktionsweise von mit Wasser und/oder Aceton versetzter Aktivkohle liegt ja nach Trocknen wieder unverändert vor.