Charbon activé

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Charbon actif Le charbon actif ou charbon activé ou encore charbon végétal est une poudre noire, légère, constituée essentiellement de matière carbonée à structure poreuse. C'est, en fait, une sorte de charbon de bois présentant une très grande surface spécifique qui lui confère un fort pouvoir adsorbantL'adsorption, à ne pas confondre avec l'absorption, est un phénomène de surface par lequel de
Charbon activé

Charbon actif Le charbon actif ou charbon activé ou encore charbon végétal est une poudre noire, légère, constituée essentiellement de matière carbonée à structure poreuse. C'est, en fait, une sorte de charbon de bois présentant une très grande surface spécifique qui lui confère un fort pouvoir adsorbantL'adsorption, à ne pas confondre avec l'absorption, est un phénomène de surface par lequel des molécules de gaz ou de liquides se fixent sur les surfaces solides des adsorbants selon divers processus plus ou moins intenses..

Fabrication

Le charbon actif est produit à partir de bois, écorces, pâte de bois, coques de noix de coco, noyaux d'olives, ou bien de houille, tourbe, lignite, résidus pétroliers. La fabrication se décompose en deux étapes :
- une première étape de calcination ou carbonisation (voir aussi pyrolyse), à forte température, des produits constituants.
- une deuxième étape d'activation consiste à augmenter le pouvoir adsorbant, notamment en éliminant les goudrons qui obstruent les pores et ce selon deux procédés distincts :
-l'activation physique, nouvelle combustion, entre 900 et 1000°C, effectuée dans un courant d'air et de vapeur d'eau, injectés sous pression (procédé d'oxydation contrôlée), va créer des millions de microscopiques alvéoles sur la surface du charbon, augmentant de façon très importante sa surface et son pouvoir d'adsorption. Ce procédé donne un charbon à pores étroits ;
-l'activation chimique par de l'acide phosphorique entre 400 et 500°C. Ce procédé donne un charbon à pores plus larges. Le diamètre des pores dépend également de la matière première utilisée. Les coques de noix de coco donnent des micropores (< 2 nm), le bois des mésopores (entre 2 et 50 nm) ou des macropores (> 50 nm). Le charbon actif est produit dans pratiquement dans tous les pays du monde où l'on trouve des ressources ligneuses (bois, coques de noix, écorces, brindilles et feuilles...).

Propriétés

La surface développée par le charbon actif est énorme : un gramme de charbon actif a une surface spécifique comprise entre 400 et  m². Il est hydrophobe. L'adsorption des gaz nécessite des pores de 1 à 2 nm, alors que des pores de 2 à 10 nm suffisent pour l'adsorption des liquides. Cette poudre de charbon actif (comme tout charbon de bois) est très salissante.

Utilisations

Filtration

-Décontamination de l'eau potable : le charbon actif retient un grand nombre de composés organiques, tels les pesticides. Cet usage représente 20 % du marché mondial ;
-Masques à gaz ;
-Filtres à cigarettes.

Chimie

-déchloration des eaux : eau potable et autres liquides alimentaires (bière, boissons gazeuses, etc.). Le chlore des oxydants chlorés (chlore : Cl2 ; acide hypochloreux : HClO ; hypochlorite : ClO-) est réduit en chlorures (Cl-) par une action catalytique ;
-traitement des effluents liquides ;
-détachage des vins blancs, comme le Champagne produit à partir de pinot noir (raisin noir à jus blanc) : les pigments de la peau du raisin, qui peuvent colorer le jus, sont adsorbés par un charbon activé chimiquement et exempt de fer afin d'éviter la casse ferrique du vin ;
-décoloration du sucre ;
-décaféination du café : avec de l'eau ;
-stockage de l'hydrogène (nanofibres de charbon actif ou de dérivés du charbon).

Industrie

-extraction de l'or des minerais (fixation sur le charbon actif) ;
-stockage de l'hydrogène (nanofibres de charbon actif ou de dérivés du charbon) ;
-balais (frotteurs) dans les générateurs et moteurs (utilisation de plus en plus rare) ;
-supercondensateurs ;

Médecine

-empoisonnement par absorption de substances toxiques ;
-intoxication alimentaire (tels que ceux dus à la salmonelle, au staphylocoque, à la Listeria...).
-antidote en cas d'intoxication par médicaments, stupéfiants, alcaloïdes, produits chimiques agricoles (organo-phosphorés ...), métaux lourds, détergents, solvants organiques. On le préconise tout particulièrement dans les intoxications par antidépresseurs tricycliques, Chloroquine, Paraquat, Barbituriques, Colchicine, Phénothiazines, Benzodiazépines, Digitaliques, Salicylés, Bêta-bloquants, Méprobamate, Théophylline, Carbamazépine, Paracétamol, etc. Ces substances sont alors adsorbées par le charbon activé qui est évacué ensuite par les voies naturelles, entraînant avec lui la toxine.
-épuration digestive ;
-diarrhées, le charbon actif étant un constipant ou antidiarrhéique ;
-aigreurs d'estomac, aérophagies, flatulences ;
-ainsi que, avec un succès relatif, dans les cas de gastro-entérites, de gastralgies, dans les états d'infection de l'intestin accompagnés de constipation et de fermentation intestinale ;
-certains vont même l'utiliser, en tant que cataplasme (mélangé avec de l'eau) pour tenter de contrer, juste après la morsure, les effets d'un venin de serpents, de piqûres d'hyménoptères (abeilles...), d'arachnides (araignées...) et de Cœlentérés (anémone de mer...). L'efficacité de cette dernière utilisation n'est pas garantie. On peut se procurer ce charbon activé (officinal ou commercial) ou Charbon de Belloc dans les pharmacies et dans des magasins d'aliments bio. En cas d'intoxication, il est recommandé d'ingérer une dose de charbon activé au moins 10 fois supérieure à celle du toxique ingéré. On la mélange avec de l'eau (une cuillerée à café dans un verre, 1 g pour 10 ml d’eau). Le charbon activé n'a ni goût, ni odeur, ni effet désagréable. Il n'a pratiquement aucune contre-indication, hormis celles liées à tout produit antidiarrhéique (voir article Épuration digestive). Il est très bien toléré, même à doses élevées. Comme son adsorption est rapide, il est efficace dès son ingestion.

Agroalimentaire

-Alimentation animale (très utilisé au Canada).

Recyclage

Après utilisation, le charbon en poudre est incinéré ou placé en décharge. En grains, il est régénérable, avec 5 à 15 % de pertes, par traitement à la vapeur d'eau à 900°C ou par des lavages acides ou alcalins.

Références

-Note : cet article a été rédigé à partir de l'article de la page Métaux lourds, pollutions diverses, comment faire pour se désintoxiquer ???, du site de l'association Action Santé Environnement.
- Le charbon de bois activé, François Versini, Rouge et Vert éditions. 1991.
- Épuration digestive lors des intoxications digestives, Nîmes, le 27 novembre 1992,

Notes

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Sujets connexes
Acide phosphorique   Adsorption   Alcaloïde   Antidote   Antidépresseur tricyclique   Anémone de mer   Araignée   Barbiturique   Benzodiazépine   Bière   Bois   Bêta-bloquant   Café   Canada   Carbamazépine   Carbone   Catalyse   Cataplasme   Charbon de Belloc   Chlore   Chloroquine   Colchicine   Constipation   Digitalique   Détergent   Eau   Eau potable   Empoisonnement   Fer   Filtre (physique)   Flatulence   Gastro-entérite   Gaz   Goudron   Houille   Hydrogène   Hydrophobe   Intestin   Intoxication alimentaire   Lignite   Liquide   Listeria   Masque à gaz   Minerai   Médicament   Méprobamate   Noix de coco   Olive   Or   Paracétamol   Pesticide   Phénothiazine   Pigment   Pinot   Pyrolyse   Pétrole   Raisin   Salicylé   Stupéfiant   Sucre   Supercondensateur   Surface spécifique   Théophylline   Tourbe   Venin   Vin   Vin de Champagne  
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