Molekulare Filtration: Wieso Gasadsorption so wichtig ist

Schadgase sind gefährliche Luftschadstoffe wie flüchtige organische Verbindungen (Volatile Organic Compounds, kurz VOCs) und anorganische Gase. Diese Bedrohungen in der Luft sind unsichtbar und können nur von molekularen Filtern aufgehalten werden. Sie wirken sich in vielen Fällen negativ auf die Gesundheit und die Umwelt aus. Deswegen spielt die Gasphasenfiltration eine wichtige Rolle beim Kampf gegen gefährliche Schadgase – für eine bessere Lebensqualität.

Wir entwickeln passgenaue Lösungen für die molekulare Filtration von Gasen. Dafür nutzen wir unser breites Portfolio an Aktivkohlen. Unsere Kunden und Partner finden bei MANN+HUMMEL Air Filtration Produkte aus unserer eigenen Filtermedienproduktion, die Schadgase wie Ozon, Stickoxide und viele weitere effektiv und zuverlässig adsorbieren.

Chemi- und Physisorption: die Wissenschaft hinter der Gasadsorption

Spezielle Schadgase verlangen spezielle Lösungen. Dafür setzen wir Filter ein, die auf den Prinzipien der Chemi- und Physisorption beruhen. Beide basieren auf dem Prinzip der Adsorption; hierbei bleiben Stoffe auf der Oberfläche eines Filtermediums haften und reichern sich dort an. Die Wirksamkeit der Gasadsorption ist dabei unter anderem von der Oberflächengröße des Filtermediums abhängig. Je größer die Fläche, desto besser die Aufnahmekapazität und damit die Filtrationsleistung, da mehr Fläche für die Filtration zur Verfügung steht. Diese kann mittels physikalisch-chemischer Methoden (z. B. BET-Messungen mit Stickstoff) bestimmt werden. Bei Aktivkohlefiltern von MANN-HUMMEL Air Filtration beträgt die Oberfläche der Aktivkohlepartikel im Durchschnitt rund 160.000 m².

Physisorption gegen VOCs

Bei der Physisorption erfolgt die Adsorption über physikalische Van-der-Waals-Kräfte, also Anziehungskräfte zwischen Atomen oder Molekülen. Physikalische Gasadsorptionsfilter sind aufgrund dieser Eigenschaft hochwirksam gegen flüchtige organische Verbindungen.

Chemisorption: imprägnierte Aktivkohle gegen spezielle Gase

Anorganische Gase können aufgrund ihrer chemisch-physikalischen Eigenschaften von Aktivkohle in der Regel nicht optimal adsorbiert werden, da sich diese deutlich von VOCs unterscheiden. Hier bietet die chemische Adsorption (Chemisorption) Lösungen:

Für die chemische Filtration werden Aktivkohle-Filtermedien mit speziellen Chemikalien imprägniert, um sie wirksam gegen eine bestimmte Gruppe von anorganischen Gasen zu machen. Bei der Gasphasenfiltration werden dann Adsorptiv (der zu adsorbierende Stoff), Adsorbat (das adsorbierte Adsorptiv) und Adsorbens (Stoff, auf dem die Moleküle “adsorbieren”) durch chemische Reaktionen fest (kovalente Bindung) verbunden.

Bei Filtern für saure oder basische Gase wie Schwefelwasserstoff, Stickoxide oder Ammoniak filtern wir die Zielmoleküle mittels Chemisorption durch eine kovalente Bindung, die auf elektrostatischer Anziehung basiert. Speziell für basische Gase setzen wir zudem Ionentauscher ein, die schädliche Moleküle aus der Luft binden und durch unschädliche Moleküle ersetzen. Bei Ozon-Filtern wiederum kommt ein katalytischer Mechanismus auf der Aktivkohle zum Einsatz, der das Ozon zu fast 100 Prozent in Sauerstoff abreagieren lässt.

Gasadsorption: Darum trennen wir das Nützliche vom Schädlichen

MANN+HUMMEL Air Filtration sorgt für saubere Luft. Welche Gase wir filtern, wie sie entstehen und wieso sie so gefährlich sind, erklären wir jetzt.

VOCs: Gasphasenfiltration gegen die unsichtbare Bedrohung

VOCs sind allgegenwärtig, da sie aus zahlreichen Quellen entstehen. Zentrale Quellen von VOCs in der Außenluft sind z. B. biologische Abbau- und Stoffwechselprozesse und technische Prozesse, die eine unvollständige Verbrennung beinhalten (Kraftfahrzeuge). Das Bewusstsein für die Konzentration schädlicher VOCs in Innenräumen steigt in den vergangenen Jahren zunehmend. Mögliche Quellen dafür sind unter anderem verdunstende Lösungsmittel (Inhaltsstoffe zahlreicher Baustoffe, Reinigungsmittel und Kosmetikartikel) und auch Tabakrauch sowie der menschliche Stoffwechsel. Aktivkohlefilter können dank Physisorption VOCs aus der Luft binden.

Gegen folgende VOCs bieten wir molekulare Filtration slösungen:

Toluol (C₇H₈) kann eingeatmet unter anderem zu Müdigkeit, Reizungen der Augen und Atemwege und sogar Bewusstlosigkeit führen. Es kommt in Farben, Lacken, Reinigungs-, Desinfektionsmitteln, Kosmetikartikeln und zahlreichen anderen Produkten zum Einsatz. Toluol wird zudem durch unvollständige Verbrennungsprozesse freigesetzt, was bedeutet, dass es durch Kraftfahrzeuge oder beim Rauchen in die Umgebung gelangt.

Formaldehyd (CH₂O) ist eine flüchtige organische Verbindung und wird als krebserregend eingestuft und kann außerdem Allergien sowie Reizungen von Haut, Atemwegen und Augen auslösen. Heute gelten Holzwerkstoffe, Bodenbeläge und bestimmte Dämmstoffe als Hauptquellen für Formaldehyd-Belastung in der Raumluft. Weitere alltägliche Quellen sind unter anderem Tabakrauch, Kerzen und auch Textilien.

Methylethylketon (MEK, auch: Butanon) kann betäubend wirken und zu Kopfschmerzen, Übelkeit und Reizungen von Augen, Mund und Nase führen. Es kommt unter anderem bei der Herstellung von Textilien, Kunstleder, Paraffinwachs, Klebstoffen und Beschichtungen zum Einsatz.

Anorganische Gase: Filtration mit imprägnierter Aktivkohle

Folgende sauren und basischen Gase können wir mit unseren imprägnierten Aktivkohlefiltermedien zuverlässig aus der Luft entfernen:

H₂S: Schwefelwasserstoff ist ein unsichtbares saures Gas mit einem Geruch nach faulen Eiern. Es entsteht aus natürlichen Quellen wie Vulkanen und biologischen Abbauprozessen. Schwefelwasserstoff ist hochgiftig, leicht entzündlich und korrosiv.

SO₂: Schwefeldioxid ist ein saures Gas mit stechendem Geruch. Da es durch Verbrennungsprozesse fossiler Brennstoffe entsteht, ist seine Konzentration in Innenräumen vor allem in Industriegebieten oder Verkehrsnähe oft sehr hoch. Schwefeldioxid wirkt reizend auf die Schleimhäute und schädigt auf Dauer Gebäude und technische Anlagen.

NO_x: Stickoxide ist der Sammelbegriff für anorganische saure Gase, die aus Stickstoff und Sauerstoff bestehen. Die beiden wichtigsten Stickoxide, Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO₂), entstehen in erster Linie durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe. Vor allem NO₂ ist dabei als ätzendes Reizgas gefährlich, da es die Atemwege schädigen kann.

NH₃: Ammoniak ist ein stechend riechendes basisches Schadgas, das hauptsächlich durch landwirtschaftliche Prozesse freigesetzt wird. Ammoniak ist korrosiv und gesundheitsschädlich. Wird es eingeatmet, kann dies zu Reizungen von Nase, Hals und Atemwegen führen – bei hohen Ammoniakkonzentrationen sogar zu Erblindung und Tod.

O₃: Ozon entsteht unter Sonneneinstrahlung durch die Verbindung von Stickoxiden (NO_x) und VOCs. In Innenräumen können z. B. ältere Drucker und Kopiergeräte oder Desinfektionsmittel Ozon freisetzen. Das Schadgas wirkt reizend auf die Atemwege sowie die Augen und kann die Lungenfunktion einschränken.

Gasphasenfiltration von MANN+HUMMEL: Leadership in Filtration

Wir bieten physikalische und chemische Gasadsorptionslösungen, die Schadgase effektiv binden. Mit mehr als 80 Jahren Erfahrung in der Luftfiltration sind wir einer der führenden Hersteller von Aktivkohle-Filtermedien weltweit. Sind Sie interessiert an passgenauer Molekularfiltration? Dann kontaktieren Sie uns!

Kontakt

Wir von MANN+HUMMEL sind für Sie da, wenn es um Luftfiltration geht! Ob Sie Fragen zu unseren Produkten haben oder maßgeschneiderte Lösungen benötigen, unser Expertenteam steht Ihnen gerne zur Verfügung. Kontaktieren Sie uns per E-Mail oder Telefon, um Ihre Anforderungen zu besprechen und gemeinsam Ihre Luftqualität zu verbessern.