کربن اکتیو
کربن فعال (که ذغال فعال، زغال سنگ فعال یا کربن فعال نیز نامیده می شود) یک جاذب بسیار مفید است. کربن فعال به دلیل مساحت سطح بالا، ساختار منافذ (میکرو، مزو و ماکرو) و درجه بالایی از واکنش پذیری سطحی، میتواند برای تصفیه، کلر زدایی، بوی‌زدایی و رنگ‌زدایی در کاربردهای مایع و بخار استفاده شود. علاوه بر این، کربن‌های فعال جاذب‌های اقتصادی برای بسیاری از صنایع مانند تصفیه آب، محصولات غذایی، آرایشی و بهداشتی، کاربردهای خودرو، تصفیه گاز صنعتی، نفت و بازیافت فلزات گرانبها عمدتاً برای طلا هستند.
مواد تشکیل دهنده:
کربن فعال (به انگلیسی: Activated Carbon)، کربن اکتیو یا ذغال چوب فعال می تواند از مواد بسیاری ساخته شود. این ماده شیمیایی می تواند از چوب، پوست نارگیل و… ساخته شود. البته باید به این نکته توجه کنید که ماده خام، تاثیر بسیار زیادی در ساختار، ویژگی ها و عملکرد کربن اکتیو دارد.
کربن اکتیو از ذغال سنگ، تورب ساخته میشود.
کربن بلک از چوب تولید میشود.
کربن اکتیو با استفاده از پوست سخت چوبی نارگیل، فندق، بادام و پوست گردو و همچنین با پوست پسته نیز ساخته میشود.
ماده خام از جمله عواملی است که تأثیر بسیار زیادی بر ویژگی‌ها و عملکرد کربن فعال (زغال چوب فعال) خواهد گذاشت.
کاربرد
• کربن اکتیو در پزشکی:
از کربن اکتیو برای افرادی که مسموم شده اند، استفاده می شود. به این صورت که کربن را در آب و مایعات حل کرده و به بیمار می دهند، این ماده می تواند مواد سمی را به خود جذب کند، به این صورت دستگاه گوارش فرد بیمار از سموم پاک می شود. از دیگر کاربردهای این ماده در پزشکی می توان به درمان سو هاضمه، اسهال و نفخ شکم اشاره کرد. زغال فعال به صورت قرص در برخی از کشورها به فروش می رسد.
• کاربرد کشاورزی کربن اکتیو:
از کربن در کشاورزی برای دفع آفات، کمک فرآوری، مواد افزودنی خوراک دام و ماده غیر کشاورزی و ضدعفونی کننده استفاده می شود.
• تصفیه گاز با کربن فعال:
با استفاده از کربن اکتیو هوای فشرده و گاز تصفیه می شود. از این ماده برای نگهداری گازهای رادیواکتیو نیز استفاده می شود.
• کربن اکتیو برای تصفیه آب:
یکی از مهم ترین کاربردهای زغال فعال تصفیه آب در مقیاس خانگی و صنعتی می باشد. فیلتر کربن فعال می تواند بو، رنگ، طعم نامطبوع و کلر موجود در آب را حذف کند.
• کربن اکتیو برای پوست:
در محصولات پوستی برای از بین بردن جوش و آکنه های صورت از کربن اکتیو استفاده می شود. این ماده می تواند سموم را از روی پوست پاک کند.
انواع کربن فعال بر اساس مش و اندازه:
- کربن فعال دانه بندی شده
- کربن فعال پلت شده
- کربن فعال پودر شده
- کربن فعال آغشته شده
- کربن فعال کاتالیزوری
هر درجه و اندازه کربن فعال به کاربرد خاص بستگی دارد. انتخاب صحیح محصول کربن فعال و اندازه مش بستگی به کاربرد و آلاینده هایی دارد که قصد حذف آن را دارید.
کاربردهای معمولی عبارتند از:
حذف ترکیبات آلی فرار مانند بنزن، TCE و PCE.
سولفید هیدروژن (HS) و حذف گازهای زائد
کربن فعال آغشته شده به عنوان بازدارنده باکتری در فیلترهای آب آشامیدنی استفاده می شود
حذف طعم و بو ترکیبات ایجاد کننده مانند MIB و ژئوسمین
بازیابی طلا
حذف کلر و کلرامین
طراحی یک سیستم فیلتراسیون کربن فعال مناسب با زمان تماس کافی، افت فشار و اندازه ظرف مهم است. همچنین خصوصیات فیزیکی و شیمیایی کربن فعال نقش مهمی در حذف موثر آلاینده ها دارد. بنابراین، آزمایش مواد ضروری است و روش‌های آزمایش ASTM مانند فعالیت بوتان، مساحت سطح، چگالی و محتوای آب (رطوبت) میتواند برای یافتن بهترین ماده مناسب برای کاربرد شما انجام شود.
انواع کربن فعال بر اساس ماده اولیه:
- کربن فعال مبتنی بر پوسته نارگیل
کربن فعال مبتنی بر پوسته نارگیل سطح داخلی بسیار بزرگ که با ریز تخلخل همراه با سختی بالا و گرد و غبار کم مشخص می شود، این کربن های پوسته نارگیل را به ویژه برای کاربردهای آب و هوای حیاتی و همچنین فیلترهای آب و ماسک ها استفاده میشود.
مزایای کربن اکتیو مبتنی بر نارگیل
تجدید پذیر هستند. نارگیل در مناطق گرمسیری رشد می کند و می تواند برای سال های زیادی حفظ شود. این باعث میشود که به طور پیوسته ای کربن تولید کنند ، در حالیکه یک درخت در طول زندگی اش بیشتر از یک منبع برای ساخت کربن نمی تواند تولید کند .
در طول سال رشد می کنند. نارگیل را می توان سه تا چهار بار در طول سال برداشت کرد ، که این ویژگی امکان بازیابی مداوم منابع تولید کربن را فراهم می کند.
منبع سبز کربن هستند. به درختان به عنوان منبع ذخیره کربن فکر کنید. آنها دی اکسید کربن را از اتمسفر می گیرند و کربن را ذخیره می کنند و در این فرآیند اکسیژن تولید می کنند. با پرورش درختان نارگیل و استفاده مداوم از پوسته آنها برای تولید کربن بلاک ها ، آن منبع ذخیره ی کربن ، به شکل جامد باقی می ماند و در جو نمی سوزد.
تخلخل بالایی دارند. علاوه بر این ، کربن اکتیو مبتنی بر پوسته نارگیل دارای چگالی بالایی از منافذ کوچک است ، که اجازه می دهند ، بهترین تصفیه ی آلاینده ها انجام شود.
ساختار فشرده ای دارند. یکی دیگر از مزایای ریز تخلخل بودن کربن اکتیو مبتنی بر پوسته نارگیل ، ایجاد مقاومت مکانیکی بالا در کربن است. این به معنای افزایش سختی و مقاومت خوب در برابر سایش است.
آب تمیزتری ایجاد می کنند. قابل توجه ترین مزیت آن ها این است که کربن اکتیو مبتنی بر پوسته نارگیل تمیزترین آب را در مقایسه با کربن اکتیو های دیگر ایجاد می کند. این مورد به دلیل تخلخل و حجم کل منافذ است.
- کربن فعال مبتنی بر زغال سنگ
ذغال سنگ برای تصفیه کربنی راحت است زیرا به طور آماده اکتیو است و دسترس پذیری زیادی دارد.سه نوع ذغال سنگ وجود دارد که در این نوع تصفیه به کار میرود. ذغال سنگ آنتراسیت ، ذغال سنگ بتمنس(قیری) و ذغال سنگ لیگنیت(قهوه ای). از بین اینها ذغال سنگ بتمنس انتخاب ایده آلی است . به دلیل ریز تخلخل هایش ، مقاومت در برابر ضربه ، قدرتش و سهولت بازسازی آن. این نوع ذغال سنگ معمولا با نام ذغال سنگ سیاه یاد میشود و شامل موادی است که در آسفالت استفاده می شود.
دلیل اینکه ذغال سنگ لیگنیت نسبت به ذغال سنگ بتمنس کمتر استفاده میشود ، آن است که مقدار کربن در آن زیاد نیست. و این یعنی دارای مواد معدنی بیشتری است و منفذ های زیادی را نسبت به نوع دیگر ذغال سنگ ندارد. جاذبه بیشتر توسط این منافذ رخ می دهد ، بنابر این هر چه نرخ این منافذ در وزن معین بیشتر باشد بهتر است. ذغال سنگ آنتراسیت گرچه در برخی از صنایع مفید است ، اما به دلیل سختی در خاصیت فعال بودن ، در صنعت تصفیه آب کاربرد زیادی ندارد.
ذغال سنگ بتمنس وقتی شکل میگیرد که ذغال سنگ لیگنیت تحت فشار بالایی قرار گیرد. به این دلیل در طبیعت به عنوان سنگ رسوبی آلی یافت میشود و نتیجه باتلاقی است که در زمان های گذشته فشرده شده است. این نوع ذغال سنگ دارای چیزی بین 70 تا90 درصد کربن است.
اما کربن های ذغال سنگی به این دلایل هنوز هم بهترین گزینه برای تصفیه نیستند :
نیاز به استخراج از معدن دارند. برای اینکه ذغال سنگ بتمنس استخراج شود ، نیاز است که در زمین معدن کاری شود. استخراج از معدن ، در حالیکه یکی از حیاتی ترین قسمت ها در بسیاری از صنایع است ، در این مورد با استفاده از انواع دیگر کربن میتواند مورد اجتناب قرار بگیرد.استخراج ذغال سنگ اغلب برای محیط زیست مخرب است و به طور خاص ذغال سنگ بتمنس برای معدن کاران به دلیل گاز های قابل اشتعالی که تولید میکند ، خطرناک است.
روی طعم تاثیر میگذارد. ذغال سنگ بتمنس طعم خاصی را روی آب میگذارد که به نتیجه ی آزاد کردن ریز ماده های جانبی در آب است.
مواد نا سالم شیمیایی را شامل می شود که در آب آزاد می شوند. گرچه ذغال سنگ هنوز هم امن ترین روش برای تصفیه کربن بلاک است، اما مواد شیمیایی خاصی دارد که به درون آب می روند که این مورد روی طعم آب اثر میگذارد و محصول نهایی کمتر تصفیه شده ای را فراهم میکند.
دارای منافذ بزرگتری نسبت به انواع دیگر کربن اکتیو ها است. منافذ ذغال سنگ بتمنس بسیار بزرگ تر از منافذ دیگر کربن بلاک ها است که باعث می شود از تصفیه موارد ریز تر ناتوان باشند.
- کربن فعال بر پایه چوب
چوب نوع متمایزی از تصفیه را نسبت به ذغال سنگ فراهم میکند.کربن های بر پایه چوب دارای نوع دیگری از تخلخل (بیشتر منافذ متوسط و بزرگ) هستند. که چگالی کمتری را میسازد.از آنجایی که کربن اکتیو از چوب تولید میشود ، منبعی تجدید پذیر است و نیاز به استخراج از معدن ندارد. مشکلی که در مورد این نوع کربن ها موجود دارد این است که درخت ها دهه ها طول میکشد تا درخت ها به بلوغ خود برسند ، پس بنابر این کربن اکتیو های تولید شده از این روش به این زمان وابسته اند.
یکی از دلایل محکم مناسب بودن کربن های چوبی ، بی رنگ کردن و حذف طعم از آب است .به دلیل فراوانی منافذ بزرگترش ، مواد معدنی حل شده ی خاصی را جذب میکند و ذرات بزرگتر را حذف می کند. تصفیه خانه های فاضلاب از آن برای تصفیه کردن آب استفاده می کنند ؛ در حالیکه صنایع غذایی اغلب از آن برای بی رنگ کردن آب میوه ها ، مواد الکلی و سایر محصولات استفاده می کنند. همچنین کربن چوب غیر سمی است. قبل از اینکه به صورت یک بلوک کربن به هم متصل شود ، شبیه به خاک سیاه بسیار ریز است.
چوب درختان بالغ پودر می شود ، و سپس سازندگان آن را با استفاده از روش های فسفریک اسید یا کلرید روی به کربن اکتیو تبدیل می کنند .روش فسفریک اسید به دلیل افزایش سرعت و عدم تولید نمک روی ترجیح داده می شود. نتیجه کربنی است که دارای تخلخل موثر، تصفیه سریع و جذب خوب است. کربن اکتیو های مبتنی بر چوب برای کسانی که می خواهند طعم ، رنگ و بو را در آب خود از بین ببرند ، بهترین است.
ویژگی های مختلف کربن اکتیو های مبتنی بر چوب را می توان به شرح زیر خلاصه کرد :
برای از بین بردن بعضی از آلاینده های معین مفید است.مخصوصا برای کسانی که مایل به حذف برخی از طعم ها ، بوها یا رنگ ها از آب خود هستند ، کربن اکتیو های مبتنی بر چوب گزینه مناسبی است.
تجدید پذیر است ، اما همیشه به راحتی در دسترس نیست. به دلیل مدت زمان لازم برای رشد درختان ، هر قطعه چوب می تواند نمایانگر چندین دهه سرمایه گذاری در زمان باشد. با این حال ، این نوع منابع قابل جبران هستند و تأثیر کربنی کمی دارند.
اندازه منافذ آن باعث می شود نتواند آلاینده های زیادی را تصفیه کند. از آنجا که کربن اکتیو های مبتنی بر چوب از منافذ متوسط و بزرگ تشکیل شده اند ، قادر به حذف بسیاری از آلاینده های ریزتر نیستند.این مورد ، روش تصفیه با کربن اکتیو های مبتنی بر چوب را برای افرادی که به دنبال تصفیه با درجه بالاتر هستند را کمتر ایده آل میکند
- کربن فعال مبتنی بر کاتالیزور
کربن فعال مبتنی بر کاتالیزور
کربن کاتالیزوری کلاسی از کربن فعال است که برای حذف کلرامین ها و سولفید هیدروژن از آب آشامیدنی استفاده می شود.
تمام ویژگی های جذب کربن های فعال معمولی و همچنین توانایی تحریک واکنش های شیمیایی را دارد.
کربن کاتالیزوری با تغییر ساختار سطحی کربن فعال ایجاد می شود. با پردازش گاز در دماهای بالا برای تغییر ساختار الکترونیکی و ایجاد بالاترین سطح فعالیت کاتالیزوری بر روی کربن برای کاهش کلرامین و H2S در آب اصلاح میشود. این عملکرد کاتالیزوری اضافه شده بسیار بیشتر از آن چیزی است که در کربن‌های فعال سنتی یافت میشود. کربن کاتالیزوری یک راه حل اقتصادی برای درمان سطوح H2S به اندازه 20 تا 30 ppm است. کربن کاتالیزوری H2S جذب شده را به اسید سولفوریک و اسید سولفوره که محلول در آب هستند تبدیل میکند، بنابراین سیستم‌های کربن را می‌توان با شستشوی آب بازسازی کرد تا ظرفیت H2S برای تغییرات فیزیکی کمتر بازیابی شود.
- کربن فعال آغشته شده
کربن فعال آغشته شده
اشباع سطحی کربن فعال را از طریق توزیع ریز مواد شیمیایی و ذرات فلزی بر روی سطوح داخلی منافذ آن از نظر شیمیایی اصلاح می کند. این به میزان زیادی ظرفیت جذب کربن را از طریق هم افزایی بین مواد شیمیایی و کربن افزایش می دهد. و روشی مقرون به صرفه برای حذف ناخالصی ها از جریان های گاز ارائه می دهد که در غیر این صورت امکان پذیر نیست.
خرید کربن اکتیو : شرکت نانو مواد گستران پارس مفتخر است که کربن اکتیو را بصورت کاملا تخصصی و با کیفیت بالا و قیمت مناسب تولید کرده و به خریداران عزیز در سراسر کشور تحویل مینماید . جهت ثبت سفارش با شماره های 09358534280و02177372139 تماس بگیرید .
