Os carvões ativados são materiais porosos com grande capacidade de adsorção de substâncias indesejáveis de soluções, devido a sua grande área superficial (veja a Figura 1). São materiais muito versáteis e existem evidências de sua utilização há milhares de anos pelos hindus na purificação de água. Os carvões ativados podem ser produzidos a partir de qualquer material carbonáceo, sendo atualmente utilizados, principalmente resíduos de madeiras para os carvões pulverizados e a casca de coco para os carvões granulados. Além disso, podem-se encontrar comercialmente carvões ativados produzidos de matéria-prima mineral, como o carvão betuminoso, por exemplo.
A ativação do carbono compreende reações químicas para abertura dos poros no material e pode ocorrer através da utilização de vapor de água, oxigênio ou CO2 como agentes oxidantes (ativação física) ou com o contato íntimo de fortes agentes oxidantes, como o H3PO4 ou o ZnCl2, denominada ativação química.
A ativação do carvão pode se dar através de um tratamento do carvão com vapor ou um tratamento químico. No que diz respeito à sua composição, além do conteúdo de carbono, o carvão pode, em função de sua matéria-prima, conter até 20 % de minerais que são indicados e estão presentes no resíduo de suas cinzas.
O processo de adsorção no carvão ativado é dependente, entre outras coisas, de sua área superficial. Os produtos comerciais possuem freqüentemente uma área superficial que varia de 500 – 1.500 m2/g. O estudo da adsorção de substâncias particulares como a adsorção de iodo, azul de metileno, fenol, pode dar uma boa aproximação da área superficial do carvão ativado.
Figura 1: Concepção dos efeitos da porosidade do carvão ativado. (clique na imagem para ver ampliada)
Os carvões ativados são comercializados em três formas básicas: pulverizado, granulado e peletizado. Geralmente o carvão ativado pulverizado é usado como descolorante e desodorizante, o carvão granular para tratamento de água e gases e o peletizado em fase gasosa e catálise. Porém, isto não é uma regra, como exemplo basta citar que no mercado brasileiro o carvão ativado pulverizado é muito utilizado para remoção de odor e gosto em estações de tratamento de água.