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活性炭吸附原理,影響活性炭吸附的主要因素有哪些

活性炭吸附可分為物理吸附和化學吸附。

壹、物理吸附

主要發生在活性炭去除液相和氣相中雜質的過程中。活性炭的多孔結構提供了很大的表面積,使其很容易達到吸附收集雜質的目的。就像磁力壹樣,所有分子之間都有引力。正因為如此,活性炭孔壁中的大量分子可以產生強大的引力,從而達到將介質中的雜質吸入孔隙的目的。

必須指出的是,吸附雜質的分子直徑必須小於活性炭的孔徑,這樣才能保證雜質被吸附到孔徑內。這就是為什麽我們要不斷改變原材料和活化條件,制造出不同孔徑結構的活性炭,以滿足各種雜質吸附應用的需要。

第二,化學吸附

除了物理吸附外,活性炭表面還經常發生化學反應。活性炭不僅含碳,其表面還含有少量化學鍵、以氧和氫形式存在的官能團,如羧基、羥基、酚類、內脂、醌類、醚類等。這些表面含有可與吸附物質發生化學反應的地氧化物或絡合物,從而與活性炭表面的吸附物質結合並聚集在壹起。

活性炭的吸附作用是上述兩種吸附作用共同作用的結果。

當活性炭在溶液中的吸附速度和解吸速度相等,即單位時間內活性炭的吸附次數等於解吸次數時,溶液中被吸附物質的濃度和活性炭表面的濃度就不再變化,達到平衡,此時的動態平衡稱為活性炭的吸附平衡,此時溶液中被吸附物質的濃度稱為平衡濃度。

三、影響活性炭吸附性能的因素 選用的活性炭質量不符合規定標準

活性炭的酸堿性、氯化物、硫酸鹽不合格或炭粒過細使溶液沾汙不易過濾,影響制劑質量。

活性炭中的鋅鹽、鐵鹽不合格,如鐵鹽含量過高,可使某些藥物如維生素C、對氨基水楊酸鈉等輸液變色。

脫色能力差或不合格,會導致制劑中雜質含量增加。質量差的活性炭,本身含有較多的雜質,會汙染藥液,往往導致制劑澄清度和顆粒不合格,還會影響制劑的穩定性,所以在配制大輸液時,壹定要選用壹級針狀活性炭。

四、使用活性炭對制劑質量的影響

活性炭的添加次數比壹次添加的吸附效果要好,這是因為活性炭對雜質的吸附達到壹定程度後,吸附與脫附處於平衡狀態,吸附效能有所減弱所致。因此,I.V.生產時加入2~3次活性炭效果最佳,可使制劑質量明顯提高。

甘露醇原料常被熱原汙染,特別是制劑液顏色較深時,更是不祥之兆。由於甘露醇不宜高溫處理,壹般多采用吸附法去除。但由於甘露醇註射液濃度較高,熱原去除往往不徹底,臨床使用過程中熱原反應發生率高於其他品種。作者在制備實踐中發現,采用二次吸附法制備的甘露醇註射液可以解決上述問題,具有很大的優勢。首先,臨床上多無熱原反應;其次,成品合格率高,不溶性微粒大大減少,長時間不易析出結晶;第三,可采用鱟試劑法代替兔法熱原試驗。

在配制葡萄糖溶液時,必須先加入鹽酸,待附著在液面上的泡沫消失後,再加入活性炭,並攪拌均勻。如果先加入活性炭,泡沫中的氣體被炭粒吸附,使炭粒表面形成壹層氣膜,不易被溶液潤濕,影響活性炭的吸附效果。因此,在配制易起泡的料液時,應采取壹定的消泡手段或其他措施,以保證活性炭的吸附效果。 五、PH 值不同時活性炭對配制質量的影響

活性炭在酸性溶液(PH:3~5)中有較強的吸附作用,在堿性溶液中有時會出現 "膠體溶解 "或解吸作用,使溶液中雜質增多,影響配制質量,所以最好使用酸處理活化後的活性炭。因此,活性炭最好在酸處理和活化後使用。

在堿性條件下加熱煮沸活性炭(用於吸附熱原),再用0.22um濾膜過濾,所得濾液不僅顏色深,而且靜置後再振蕩濾液中有煙霧狀活性炭出現,不澄清。如果在中性條件下加熱吸附,濾液會顯得更清澈。可能是堿性條件下活性炭產生的溶膠-凝膠態,其形成有以下三點**** 知識:

第壹,盡量避免趁熱過濾。最好是冷卻後再過濾,此時膠質狀態會發生變化,過濾效果會更好。

其次,活性炭不太適合在堿性條件下使用,如果在堿性條件下使用。這就需要對活性炭進行預處理,例如用堿水或酸性水煮活性炭,然後將其烘幹。

第三,活性炭膠凝的原理比較復雜,不只是簡單的化學反應(堿性條件下的水解),還可能有物理變化,比如高溫下分子結構的變化等等,所以溫度的變化會影響膠凝。

第六,在不同溫度下。活性炭對制劑質量的影響

活性炭的臨界吸附溫度為45~50℃,當溫度低於臨界吸附溫度時活性炭的吸附效果較差。使用時除需要冷藏和不便加熱的液體外,壹般采用加熱煮沸吸附20~30分鐘後,冷至45~5O℃過濾脫碳,脫碳最好在短時間內完成,以免在放置過程中溫度下降或發生脫吸作用,使制備的雜質增多。

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