انواع کربن فعال بر اساس شکل ظاهری و مواد سازنده

کربن فعال چیست؟

کربن فعال یک ماده جاذب است که سطح داخلی و حجم منافذ آن طی فرایند فعال‌سازی که موادی با محتوای کربن بالا اعمال می‌شود، افزایش می‌یابد. برای بیان این ساختار هیچ فرمول شیمیایی وجود ندارد.

ساختار ریز متخلخل و ظرفیت جذب بالای کربن فعال ، آن را قادر می سازد تا به عنوان یک جاذب فوق العاده مورد استفاده قرار گیرد. منافذ کربن‌ فعال معمولاً حجمی بزرگ‌تر از 0.2 میلی‌لیتر بر گرم و سطح داخلی بیش از 400 متر مربع را دارا می باشند .

نحوه تولید کربن فعال

کربن فعال از مواد فراوانی با میزان کربن بالا و محتوای معدنی کم تولید می شود. به طور کلی زغال سنگ، بقایای نفت، چوب، پوسته نارگیل، گل خمیر، خاک اره و قیر به دست آمده از تجزیه در اثر حرارت سوخت های فسیلی به عنوان مواد اولیه استفاده می شود. اساسی ترین معیارها در انتخاب مواد اولیه، در دسترس بودن، قیمت و خلوص است، ضمن اینکه فرآیند تولید و هدف استفاده نیز در نظر گرفته می شود.

موارد مصرف کربن فعال

سطح داخلی بالای آن باعث جذابیت استفاده در صنعت به عنوان یک جاذب خوب می شود. دارای طیف گسترده ای از کاربردها مانند مواد غذایی، داروسازی، شیمی، نفت، معدن، هسته ای، خودرو، گازهای زائد و تمیز کردن آب است. مساحت سطح بزرگ، واکنش پذیری سطح بالا، توزیع منافذ مناسب، دوام مکانیکی خواصی هستند که در کربن فعال به دنبال آن هستند.

اگرچه استفاده از کربن فعال در کشور ما هم در کاربردهای صنعتی و هم در زندگی روزمره به طور مکرر مشاهده می شود، اما هیچ تاسیساتی وجود ندارد که کربن فعال به معنای صنعتی تولید کند. به همین دلیل کربن فعال با نام های تجاری مختلف وارد و برای استفاده عرضه می شود. با این حال، تحقیقات و پژوهش های زیادی در زمینه های مربوط به تولید و استفاده از کربن فعال وجود دارد، زیرا کشور ما منابع زیادی دارد که می توان از آنها به عنوان مواد اولیه در تولید کربن فعال استفاده کرد. از جمله این منابع می توان به زغال سنگ با محتوای کربن بالا، ذخایر فراوان، زیست توده (خاک اره چوب، دانه ها و پوست میوه های مختلف و غیره) و ضایعات صنعتی اشاره کرد.

انواع کربن فعال

طبقه بندی کربن فعال بر اساس خواص، ویژگی های سطحی و رفتار آن فرآیند پیچیده ای است. به عنوان مثال؛ سطح سطح BET ایده کافی در مورد کیفیت کربن فعال نمی دهد. زیرا با تغییر اندازه مولکول جذب شده، سطح قابل استفاده نیز تغییر می کند. با این حال، اطلاعات مربوط به سطح و ساختار منافذ را می توان برای مقاصد مقایسه مورد استفاده قرار داد. در واقع ظرفیت جذب را می توان تنها پارامتری در نظر گرفت که می تواند در مورد کیفیت کربن فعال تصویری به دست دهد. در اینجا کربن فعال بر اساس اندازه ذرات و شکل ذرات طبقه بندی می شود.

کربن فعال پودری

آنها کربن های فعال با اندازه ذرات کمتر از 100 میکرومتر هستند. شعاع متوسط ​​در محدوده 15-25 میکرومتر است. این نوع کربن فعال دارای سطح بزرگ و فاصله انتشار کمی است. برای جذب فاز محلول استفاده می شود. استفاده از آن بسیار آسان است. کربن به محلول اضافه می شود، مخلوط می شود، برای مدت کوتاهی (5-30 دقیقه) در تماس است و با فیلتراسیون جدا می شود. کربن‌های فعال این گروه برای مصارف دارویی و رنگ‌زدایی استفاده می‌شوند.

کربن فعال گرانولی

اندازه ذرات بزرگتر و سطح بیرونی کوچکتر از کربن فعال پودری است. در کاربردهای جذب گاز و مایع ترجیح داده می شود. سرعت انتشار بالاست. اندازه دانه های کربن مهم است. گازی که باید جذب شود از بستر کربن فعال عبور می کند. اگر اندازه ذرات کوچک باشد، افت فشار در سراسر بستر وجود دارد و گاز ذرات کربن را به داخل می‌برد. اندازه ذرات بسته به ارتفاع بستر مورد استفاده انتخاب می شود. ارتفاع بیشتر باعث افزایش اندازه دانه ها نیز می شود. این نوع کربن‌های فعال در تصفیه آب، رنگ‌زدایی و جداسازی اجزای سیستم‌های جریان استفاده می‌شوند.

گلوله (استوانه ای) کربن فعال

کربن فعال پلت (یا کربن فعال اکسترود شده) از کربن فعال زغال سنگ بکر فشرده شده در سیلندر با محدوده قطر 0.9 تا 8 میلی متر در زمان تولید ساخته می شود. فعالیت زیاد و مساحت سطح آنها آن را برای بسیاری از کاربردهای فاز بخار ایده آل می کند. کاربردهای بسیار متنوعی برای حذف آلاینده هایی مانند ترکیبات آلی فرار (VOCs) و جیوه از گاز طبیعی، سولفید هیدروژن در بیوگاز و غیره و همچنین کنترل بو که اولین ماده انتخابی عنصر فیلتر هوا است، دارد.