نوشته‌ها

کاربرد و خصوصیات کربن اکتیو زغال فعال

کاربرد و خصوصیات کربن اکتیو ( زغال فعال )

خصوصیات کربن اکتیو

با توجه به تنوع مواد اولیه و روش های تولیدگوناگون ، کربن اکتیو های مختلفی تهیه می شود که برای انتخاب صحیح ، توجه به خصوصیات آن مهم می باشد. از آنجائیکه کنترل کیفی محصول بسیار حائز اهمیت است ، شرکت شیمی پژوهان آزمایشهای لازم برای تعیین خواص کربن اکتیو را طبق استاندارد ASTM انجام می دهد.
سطح مخصوص : با استفاده از معادله Brunauer – Emmet – Teller و نیز بهره گیری از گاز نیتروژن ، مساحت حفره ها در شبکه کربن فعال ( carbon active )بدست می آید. هر چه مساحت این حفره ها بیشتر باشد، تعداد مکانهای جذب بیشتر خواهد بود. کربن فعال های گوناگون دارای مقادیر سطح ویژه مختلف از۸۰۰ – ۲۵۰۰ m2/gr می باشند.
تخلخل : هرچقدر منافذ کربن اکتیو (activated carbon) بیشتر باشد ، کربن اکتیو فعالتر است. اندازه و شکل سوراخهای کربن اکتیو نیزدر پدیده جذب موثراست. قطر سوراخهای کربن اکتیو شامل منافذ ریز ( قطر منافذ کمتر از ۲۰ A˚ ) منافذ متوسط ( قطر منافذ ۲۰-۵۰ A˚ ) و منافذ درشت( قطر منافذ بزرگتر از ۵۰ A˚ ) می باشد . کربن اکتیو با منافذ ریز برای فاز گازی و با منافذ متوسط و درشت برای فاز مایع بکار می رود.منافذ درشت بعنوان ورودی ،منافظ متوسط بعنوان مجاری انتقال و منافذ ریز بعنوان محل جذب عمل می کنند.
دانه بندی : کربن فعال درسایزهای مختلفی تولید می شود. ذرات کوچکتر عملکرد بهتری دارند ولی باعث افت فشار می شوند. به همین علت ، انتخاب با مقایسه بین کوچکترین ذرات ممکن و کمترین افت فشار مجاز انجام می شود.
بطور کلی کربن اکتیو بصورت پودر ،گرانول و اشکال خاص می باشد.
سختی : سخت بودن کربن اکتیو مطلوب مشتری است.کربن های نرم به سادگی درحمل و نقل فرسوده می شوند. جریان طبیعی مایع و سیکلهای پس زدن آن ، سبب خرد شدن کربن اکتیو و در نتیجه باعث افت فشار در فیلتر و نیز صدمه به پمپ و تجهیزات می شود.
PH : یکی از خصوصیات کربن فعال میزان PH آن می باشد. PH در پدیده جذب و نگهداری مواد جذب شده موثر می باشد. شرکت شیمی پژوهان کربن اکتیو با PH سفارشی نیز تولید می نماید.
وزن مخصوص : این مشخصه بستگی به ماده اولیه دارد. در مواردی که به روش غوطه وری از کربن اکتیو استفاده می شود وزن مخصوص حائز اهمیت است. بهتر است در بعضی موارد قبل از استفاده ، برای بالا بردن وزن مخصوص ، کربن اکتیو خیس گردد.
Iodine Number : عدد یدی بیانگر میزان تخلخل کربن فعال می باشد که بوسیله جذب ید از محلول حاوی آن اندازه گیری می شود، و بصورت میلی گرم عنصر ید جذب شده به ازاء هر گرم از کربن فعال بیان می شود. با توجه به اندازه مولکول های ید می توان دریافت که ، هر چه عدد یدی بالاتر باشد فعالیت کربن فعال بویژه در جذب مواد با وزن مولکول کمتر و با قطر کمتر از ۲۰ آنگستروم بیشتر می باشد.
البته برای انتخاب کربن اکتیو ، فاکتورهای دیگری مانند توانائی جذب انتخابی ،عدد یدی، رطوبت و … مهم است.

کاربرد و خصوصیات کربن اکتیو زغال فعال

کاربرد و خصوصیات کربن اکتیو زغال فعال

کربن اکتیو ( زغال فعال ) چیست ؟

بسیاری از مواد مایع و گازها دارای مقادیری مواد ناخواسته و ناخالصی هستند. در برخی موارد این ناخالصی ها شامل میکروب ، باکتری ، مواد سمی و آلوده کننده های دیگر می باشند که باوجود درصد بسیار کم ، عملا شرایط نامطلوبی را ایجاد می کنند، بطوریکه طعم ، بو ، رنگ و خواص دیگر را تغییر می دهند. برای رسیدن به شرایط دلخواه در این گو نه مایعات و گازها بایستی ناخالصیها حذف شوند. یکی از بهترین روشهای حذف ناخالصیها ، حذف آنها به شیوه جذب سطحی می باشد. حتی در بسیاری مواقع تنها شیوه موثر نیز می باشد. زغال فعال ( charcoal active ) یک نوع جاذب قوی با جذب سطحی فوق العاده می باشد و در هیچ حلال شناخته شده ای حل نمی شود و برجسته ترین مشخصه آن حذف انتخابی آلاینده هاست و در برخی موارد برای بازیافت مواد نیز بکار می رود. میزان جذب زغال فعال به اندازه ساختار منافذ کربن و توزیع اندازه منافذ و همچنین اندازه و شکل مولکولهای آلاینده بستگی دارد. شکل مقابل پدیده جذب و ساختار درونی زغال فعال را نشان می دهد.
بعد از پیرولیز حرارتی مواد سلولزی گیاهی تحت عملیات فعال سازی با بخار آب قرار گرفته وکربن اکتیو بدست می آید.
با توجه به تنوع مصرف و تنوع مواد اولیه انواع زیادی با مشخصات خاص کربن فعال تولید می شود که هر کدام برای مصارف خاصی ساخته می شوند. پدیده جذب در سطوح داخلی سوراخهای کربن اکتیو بدلیل وجود انرژی موازنه نشده ای است که بین اتمهای سطحی و اتمهای داخلی سطوح سوراخها وجود دارد ، می باشد. این انرژی به کمک جاذبه مولکولی واندروالس بر اثر شکسته شده پیوند C-C ایجاد شده است و سطح داخلی سوراخها برای موازنه انرژی مولکولهای ناخالصی را جذب می کنند.

کاربرد و خصوصیات کربن اکتیو زغال فعال

آشنایی با مشخصات کربن اکتیو ، عملکرد ، کاربرد و نحوه خرید

کربن فعال

کربن فعال ماده ای کربنی جاذب و خنثی می باشد. اصلی ترین عاملی که آنرا یک جاذب خوب نموده است، وجود شبکه ای از میلیون ها منفذ ریز شبیه کانال است که سطح قابل ملاخظه ای را ایجاد می کند. کربن فعال با ریز منفذ های زیاد را می توان به یک اسفنج شبیه نمود. قطر منافذ از ۴ تا ۱۰۰۰۰۰ آنگستروم متفاوت است. هدف از فعال سازی کربن کاهش ناخالصی های موجود در کربن اولیه و اکسیداسیون سطح آن است.

کربن فعال ماده ای متخلل می باشد که قادر است ترکیبات آلی ، آلوده کننده ها و سایر ناخالصی های موجود در مایعات ، گاز ها ، مواد شیمیایی و غیره را جدا سازد.

تولید این محصول به شکل پودر ، گرانول و اکسترودی با مشخصات ذیل را است
کاربرد و خصوصیات کربن اکتیو زغال فعال

کاربرد و خصوصیات کربن اکتیو زغال فعال

خصوصیات کربن اکتیو بر پایه چوب

Min/Max

Unit

ITEM

۸۵۰-۱۱۰۰ Mg/g Iodine number
۲۰۰ Mg/g Methylene Blue No
Max 4 % Total Moisture
Max 4 % Total Ash
۶-۸ PH

ویژگی های کربن فعال این شرکت

۱- دارا بودن سطح تماس بالا نسبت به واحد حجم

۲- مناسب برای تصفیه مایعات( کربن فعال پودر ) ،بخار و گاز ( کربن فعال گرانول)

۳- امکان استفاده در سیستم های تصفیه جاری

این شرکت آمادگی دارد محصولات خود را در دانه بندی و بسته بندی مطابق با نیاز مشتری عرضه نماید.

 

تاریخچه تولید کربن فعال

کربن فعال اولین بار ۲۰۰۰ سال پیش جهت تصفیه آب بکار برده شد. از آن زمان تا قرن بیستم از کربن فعال به شکل پودری استفاده می شد. در ابتدا از آن برای رنگبری شکر استفاده می شد و امروز یعنی از سال ۱۹۳۰ به بعد برای حذف طعم و بوی بد از آب بطور گسترده ای استفاده می شود. کمکم شکل گرانولی کربن فعال رایج شد که اولین بار از آن در ساخت ماسک های ضد گاز در جنگ جهانی اول استفاده شد و امروزه از آن در تصفیه آب، بازیافت حلالها و ثصفیه هوا استفاده می شود. کربن فعال ساختاری منحصر به فرد و بی نظیر دارد. در واقع ذرات آن سطح وسیعی ایجاد می کنند مثلا یک پوند کربن فعال سطحی برابر با ۱۲۵ جریب ایجاد می کند (m21000000=kg 1).

منابع تولید کربن فعال

کربن فعال را می توان از موادی که دارای کربن هستند تهیه نمود. مواد حاوی کربن بسیارند مثلا موادی نظیر زغال سنگ، چوب، لیگنیت، پوسته نارگیل، ترکیبات نفتی و غیره.ویژگیهای کربن فعال عمدتا بوسیله ماده اولیه ساحته شده از آن تعیین می شود.

روش تولید کربن فعال

درکل فرایند تولید کربن فعال به دو قسمت اصلی یعنی کربناسیون و فعال سازی (اکتیواسیون) تقسیم بندی می شود. در مرحله کربناسیون ماده اولیه در حضور یک گاز بی اثر نظیر ازت و بدون حضور اکسیژن حرارت داده می شود تا مواد دیگر موجود ازبین رفته و ساختار کریستالیزه خاص کربن شکل بگیرد. با توجه به اینکه کربن حاصل دارای سطح کمی بوده و حجم منافذ در آن کم می باشد. نیاز به فعال سازی کاملا مشهود است. در این مرحله با توجه به دو مکانیزم عمده کربن را فعال نموده و ساختار منحصر به فرد کربن فعال را بوجود می آورند.

فعال سازی شیمیایی

در این روش ماده اولیه بداخل یک عامل آب زدای قویی نظیر اسید فسفریک (P2O5) یا کلرید (ZnCl2) روی فرو برده می شود سپس بشکل خمیر در آورده شده تا درجه حرارت ۵۰۰ تا ۸۰۰ درجه سانتیگراد حرارت داده می شود، کربن فعال شده شسته، خشک و در نهایت بشکل پودر خرد می شود. کربن فعال حاصل از فرایند فعال سازی شیمیایی ساختار منفذ دار «بازی» دارد و برای جذب مولکول های درشت مناسب است. یکی از کاربردهای عمده آن استفاده در رنگبری شربت گلوکز و ساکارز(قند) است.

فعال سازی با بخار (گاز)

activated-carbon-filter-active-carbon-activated-charcoal

activated-carbon-filter-active-carbon-activated-charcoal

این نوع فعال سازی در درجه حرارت ۸۰۰ تا ۱۱۰۰ درجه سانتیگراد در حضور بخار آب صورت می گیرد. این فرایند شامل چند مرحله است. در مرحله اول با ورود بخار گازگیری انجام شده و بخار جایگزین گازها می گردد. در مرحله بعد واکنشی که معروف به واکنش آب-گاز است رخ می دهد، در این واکنش کربن با آب واکنش داده و مونواکسید کربن و گاز هیدروژن تولید می شود. این واکنش گرما خواه یا اندوترمیک است.

واکنش آب-گاز        گرمای مورد نیاز برای انجام این واکنش توسط دو واکنش گرمازای بعدی یعنی سوختن جزئی CO و H2حاصل می شود.

کربن فعال شده درجه بندی و الک می شود و مواد خارجی و گردو غبار آن جداسازی می شود. کربن فعال حاصل از روش فعال سازی با بخار ساختار منفذی «ریزی» دارد، در نتیجه برای جذب ترکیبات ریز و کوچک از فازهای مایع و گاز مناسب است. بدلیل اینکه کربن فعال حاصل از روش فعال سازی با بخار دارای pH  بالایی (حدود ۱۰-۸) می باشد در بعضی مواد آنرا با یک اسید رقیق تا pH مورد نظر شستشو میدهند. همچنین در بعضی موارد برای کاهش ناخالصی های غیر کربنی که در روش فعال سازی با بخار بالاتر از روش شیمیایی است از مواد اسیدی نظیر اسید نیتریک استفاده می شود. درجه فعال سازی کمتر موجب افزایش ریز منفذها می شود. در صورتیکه درجه فعال سازی بالا درصد منافذ متوسط و درشت را افزایش میدهد.

خواص کربن فعال

سطح کربن فعال غیر قطبی بوده و تمایل بسیاری به جذب مواد غیر قطبی همچون ترکیبات آلی دارد و نسبت به ترکیبات قطبی همچون آب حات آبگریزی داشته و تمایل به جذب آنها ندارد. عمل جذب یک پدیده سطحی می باشد که طی آن ماده جذب شده از طریق انتشار به سطح ماده جاذب منتقل شده و بوسیله پیوندهای واندروالسی به سطح کربن متصل می شود و عمل انتشار به واسطه گرادیان یا اختلاف غلظت بین سطح کربن و توده سیال انجام می گیرد. با توجه به اینکه این نیروها (واندروالسی)ضعیف بوده و قابل برگشت هستند جذب سطحی یا Adsorption را بعنوان فرایندی فیزیکی می شناسیم که توسط عواملی نظیر حرارت، فشار و … این اتصالات شکسته شده و دفع یا Desorption رخ میدهد، از این موضوع استفاده نمده و کربن فعال را پس از مصرف احیاء[۱] می کنند.

کربن فعال بدلیل داشتن سطح اکسید شده می توان روی بعضی مواد اثر شیمیایی داشته باشد این موضوع اساس جذب شیمیایی توسط کربن فعال می باشد که در این نوع جذب ساختار شیمیایی ماده جذب شده تغییر می نماید. بقایای مواد گندزدا مانند کلرین و کلرآمین ها بواسطه عمل احیاء کاتالیتیکی توسط کربن فعال حذف شده و از بین می روند. این واکنش شامل انتقال الکترون ها از سطح کربن فعال به این مواد می باشد، در واقع کربن فعال بعنوان یک عامل کاهنده عمل می کند. این واکنش بسیار سریع است و در بستری از کربن فعال تازه در چند اینچ اولیه رخ میدهد. می توان گفت جذب کلرین بصورت خطی در چند ثانیه رخ میدهد در صورتیکه جذب فیزیکی (حذف مواد آلی) در چند دقیقه بصورت خطی می باشد. جذب کلرآمین ها کندتر از کلرین ها می باشد.

عوامل مؤثر در جذب سطحی

ظرفیت جذب مشخص کننده کارآیی و قدرت جذب مواد توسط کربن فعال است و نشان دهنده میزان جذب ماده مورد نظر تا نقطه تعادل است یعنی زمانی که جذب و دفع در سطح کربن به حالت تعادل می رسند. هر چه ظرفیت جذب بالاتر باشد به ازای ماده اولیه ثابت کربن کمتری استفاده می گردد یعنی اینکه در هزینه کربن صرفه جویی شده و همچنین با توجه به اینکه مقداری از فراورده های فرایند شونده در داخل کربن بدام می افتند مصرف کمتر کربن ضایعات مربوط به جذب ماده فرایند شونده را کاهش می دهد.

سینتیک جذب نشان دهنده سرعت جذب است و تاثیر آن بر ظرفیت جذب ناچیز می باشد. هرچه جذب سریعتر صورت بگیرد یعنی زمان فرایند کوتاهتر باشد ظرفیت کاری بالاتر رفته و موجب سود اقتصادی می گردد، پس نیاز به شناسایی کربن فعالی مناسب با ظرفیت جذبی بالا و سرعت جذب مناسب مهمترین پارامتر در طراحی فرایندهای کربن فعال می باشد.

با توجه به اینکه جذب یک فرایند سطحی می باشد ظرفیت جذب کربن به میزان سطح[۲] آن بستگی دارد ، افزایش سطح موجب افزایش قدرت جذب کربن می گردد. اما تحقیقات نشا داده که رابطه بین قدرت جذب و میزان سطح رابطه ای خطی نمی باشد. بلکه عوامل دیگری نظیر اندازه منافذ[۳] و یکنواختی آنها نیز بر ظرفیت جذب کربن فعال اثر می گذارند.

انجمن جهانی شیمی محض و کاربردی (IUPAC) منافذ موجود در ترکیبات جاذب را بصورت زیر طبقه بندی نموده است.

ریز منفذها یا Micropores                                                    ۱۰ آنگسترومr <

منافذ متوسط یا Mesopores                          ۲۵۰ آنگستروم < r < 10 آنگستروم

منافذ درشت یا Macropores                                             ۲۵۰ آنگستروم r >

منافذ درشت بعنوان ورودی، منافذ متوسط بعنوان مجاری انتقال و منافذ ریز بعنوان محل جذب عمل می کنند.

با توجه به مطالب فوق، اندازه ماده جذب شونده تعیین کننده نوع منفذ لازم برای جذب است مثلا ترکیبات درشت مولکول نظیر پروتئین ها نیاز به منافذ درشت جهت جذب دارد در حالیکه مواد ریز مولکولی نظیر فلزات (ارسنیک، آهن، کادمیوم و غیره) برای جذب نیاز به منافذ ریز دارند و موادی نظیر مواد رنگی بیشتر در ناحیه منافذ متوط و ریز جذب می شوند.

اندازه ذرات کربن پودری در نگاه اول مهم به نظر می رسد، ریز بودن اندازه ذرات بیانگر میزان سطح بالاتر می باشد اما با توجه به ساختار درونی و مشبک کربن فعال این موضوع چندان درست نیست. همچنین ریز بودن بیش از حد ذرات کربن موجب ایجاد مشکلاتی در فیلتراسیون شده و کارآیی فیلترها را بشدت کاهش می دهد.

گفته شد که افزایش دما موجب افزایش پدیده دفع می گردد زیرا فرایند جذب پدیده ای گرمازا است، یعنی افزایش دما موجب شکستن پیوندهای واندروالسی شده و مواد جذب شده دوباره بداخل محلول آزاد می شوند و ظرفیت جذب کربن فعال کاهش می یابد. در سیالات با ویسکوزیته بالا بدلیل اینکه پدیده انتشار مواد به سطح بسختی صورت میگیرد این عامل کنترل کننده سرعت جذب می باشد و در این موارد کاهش ویسکوزیته که می تواند بوسیله افزایش دما صورت گیرد موجب افزایش پدیده انتشار و درنتیجه بهبود جذب می گردد.

نیروی رانشی در پدیده انتقال مواد به سطح کربن فعال را گرادیان یا اختلاف غلظت می دانیم، پس افزایش غلظت ماده مورد نظر در توده محلول موجب افزایش نیروی رانشی شده و ظرفیت جذب را افزایش می دهد. همچنین غلظت بیشتر منجر به غلظت تعادلی بالاتر می گردد.

pH هایی که موجب کاهش حلالیت ماده جذب شونده می شوند ظرفیت جذب را افزایش می دهند. در مورد اسیدهای آلی pH پائین که مانع از یونیزه شدن آنها می گردد جذب آنها را بهبود می دهد. در حالیکه در مواد قلیایی آلی افزایش pH موجب افزایش ظرفیت جذب می شود.

در طول زمان تماس کربن فعال با ماده جذب شونده هر دو پدیده جذب و دفع همزمان صورت می گیرند در ابتدا سرعت جذب بالاتر از دفع بوده و تدریج سرعت دفع بیشتر می شود تا در نقطه ای این دو پدیده به تعادل می رسند، در تعیین مدت زمان تماس بین جاذب و جذب شونده باید تا نقطه تعادل پیش رفت تا بیشترین جذب صورت گیرد، مدت زمان های بیشتر از آن نه تنها اثری بر ظرفیت جذب نداشته بلکه بدلیل افزایش زمان فرایند از لحاظ اقتصادی نامطلوب است.

activated-carbon-filter-industrial

activated-carbon-filter-industrial

پارامترهای مهم در انتخاب کربن فعال

عددی یدی

عدد یدی بیانگر میزان تخلخل کربن فعال می باشد که بوسیله جذب ید از محلول حاوی آن اندازه گیری می شود، و بصورت میلی گرم عنصر ید جذب شده به ازاء هر گرم از کربن فعال بیان می شود. با توجه به اندازه مولکول های ید می توان دریافت که این اندیس نمایانگر میزان ریز منفذها در کربن فعال می باشد، هر چه عدد یدی بالاتر باشد فعالیت کربن فعال بویژه در جذب مواد با وزن مولکول کمتر و با قطر کمتر از ۲۰ آنگستروم بیشتر می باشد.

عدد متیلن بلو

مولکول های متیلن بلو قطری در حدود ۸ آنگستروم دارند، پس آنها قادر نیستند به منافذ با قطر کمتر از ۸ آنگستروم وارد شوند. این اندیس بویژه در صنعت گلوکز قابل استفاده است زیرا حذف مواد تولید کننده رنگ هدف فرایند کربن فعال در این صنعت است که عمدتا هیدروکسی متیل فورفورال (HMF) می باشد مولکول های این ماده قطری در حدود ۱۲ آنگستروم دارند. همچنین بسیار از موادی که در داروسازی و سنتز شیمیایی باید توسط کربن فعال حذف شوند در محدوده جذب متیلن بلو قرار دارند. از لحاظ کلی بیان می شود که عدد متیلن بلو میزان ریز منفذهای دوم[۴] (قطر منافذ بین ۸ تا ۲۰ آنگستروم)  و منافذ متوسط را نشان میدهد.

عدد کارامل (ملاس)

عبارت است از میزان رنگ جذب شده از محلول حاصل از ملاس. میزان منافذ درشت (قطر بیشتر از ۵۰۰ آنکستروم) را نشان میدهد. در واقع ظرفیت کربن فعال برای ترکیبات مرکب و پیچیده مانند تاننها را نشان میدهد. این اندیس قدرت رنگبری کربن در صنعت قند و گلوکز را نشان میدهد، همچنین با جذب مولکول های درشت نظیر پروتئین ها که فرایند قهوه ای شدن میلارد را موجب می شوند تشکیل رنگ را کاهش می دهد.

عدد سایش

عدد سایش (سختی) عامل مهمی در نوع طراحی سیستم تصفیه و مچنین طول عمر فیلتر می باشد و عبارتست از میزان مقاومت کربن فعال در مقابل سایش و یا اندازه نسبی ذرات بعد از سایش با یک ماده سخت تر. این مشخصه همچنین نشان میدهد که کربن فعال تا چه اندازه ای در برابر نیروهای سایشی ایجاد شده طی شستشو معکوس در فیلترهای کربنب مقاومت فیزیکی دارد.

طول نیمه کلر زدایی

طول نیمه کلر زدایی مشخص کننده میزان تمایل کربن فعال به جذب و کاهش کلر می باشد که بصورت عمقی از کربن فعال که میزان کلر را از ppm 5 به ppm 5/2 کاهش میدهد (معمولا برای کربن گرانولی در فیلترهای کربنی استفاده می شود). با توجه به تعریف مشخص است که هرچه طول نیمه کلر زدایی کمتر باشد کارآیی کربن بیشتر است.

میزان خاکستر

علاوه بر اینکه زیاد بودن محتوای خاکستر موجب انتقال فلزات سنگین به محلول تصفیه شونده می شود، خاکستر بالا همچنین موجب کاهش قدرت جذب کربن فعال می گردد. فلزاتی نظیر Fe2O3 می توانند باعث کاهش فعالیت کربن فعال در هنگام رنگبری شوند.خاکستر محلول در اسید و محلول در آب از خاکستر کل مهمتر می باشند.

خواص ماده جذب شونده

اندازه مولکولی

هرچه مولکول درشت تر باشد جذب بهتر انجام می شود بشرط اینکه سایر شرایط ثابت باقی بمانند.

قطبیت

مولکول های غیر قطبی تمایل بیشتری به عمل جذب دارند و بیشتر از مولکولهای قطبی جذب می شوند. عمل جذب به علت اتصال مولکولها بوسیله نیروی بین مولکولی انجام می شود و چون مواد غیر قطبی پیوندهای قوی تری با سطح کربن که غیر قطبی است بر قرار می کنند در نتیجه بهتر جذب می شوند.

حلالیت

هرچه حلالیت مولکولها کمتر باشد گرایش به جذب شدن دارند. به همین دلیل عواملی که حلالیت را کاهش می دهند و یا دستیابی به منافذ کربن را افزایش می دهند باعث افزایش کارآیی کربن فعال می شوند.

ساختار مولکولی

مولکولهایی که ساختار منشعب دارند نسبت به مولکولهای بدون انشعاب بیشتر جذب می شوند.

محل گروههای کاری

در صورتیکه گروههای کاری غیر قطبی در دسترس تر باشند ماده حل شده بیشتر جذب می شوند.

میزان آلودگی

هرچه آلودگی بیشتر باشد توانایی جذب کربن فعال بیشتر خواهد بود زیرا مولکولهای آلوده تمایل بیشتری برای نفوذ به داخل منافذ را دارند و بهتر جذب می شوند. با افزایش آلودگی به هر حال کربن فعال سریعتر اشباع می شود بنابراین یالاتراین حد مجاز آلودگی چند صد ppm می باشد. مقادیر بالاتر آلودگی ممکن است به زمان تماس طولانی تری نیاز داشته باشد.

میزان سختی

چون عوامل سختی موجود در آب باعث کم شدن ظرفیت جذبی کربن فعال می شوند بایستی در صورت امکان قبل از فیلترهای کربن فعال از فیلترهای یونی استفاده نمود.

بعضی کاربردهای کربن فعال

استفاده در فاز گازی

۱) بازیافت حلالهای آلی مثل استون، کلرید متیلن، اتیل استات

۲) در ساختار ماسکهای صنعتی جهت جذب CO2، الکل ها، آمین ها، مرکاپتان

۳) در ساختن برخی از انواع فیلترهای سیگار جهت جذب مواد مضر دود

۴) استفاده در دستگاههای هواساز برای جذب بوهای بد هوا

۵) بوگیر یخچال برای جذب بوی بد غذاها

و غیره.

استفاده در فاز مایع

۱) تصفیه آبهای آشامیدنی که موجب کنترل و کاهش طعم و بوی آب می شود

۲) استفاده د رنوشابه سازی جهت حذف کلر و جذب آلاینده ها

۳) در صنعت آبجوسازی جهت حذف تری هالومتانها و فنولیک ها

۴) بازیافت طلا از باقی مانده حل نشده در سیانید سدیم

۵) در پتروشیمی جهت خذف مواد نفتی آبهای زیر زمینی و کاهش هالوژن های آلی چون کلروفرم تتراکلرواتیلن، تری کلرواتان

۶) در تصفیه فاضلاب های صنعتی جهت کاهش BOD و COD

۷) در استخرهای شنا جهت کاهش ازون اضافه شده و کاهش ترکیبات کلر دار

و غیره.

ایزوترم های جذبی

ایزوترم های جذب ارائه گرافیکی از اثر غلظت ماده حل شده بر درجه جذب می باشد. ایزوترم های جذب بوسیله سری از آزمایشات بچ ترسیم می شود.  در شکل ۱ نمونه ای از ایزوترم های جذبی در چهار حالت بشدت مطلوب، مطلوب، خطی و نامطلوب آمده است.

معادلاتی که عموما برای تشریح داده های آزمایشگاهی ایزوترم ها استفاده می شوند بوسیله فروندلیچ[۷]، لانگمور[۸] و برونر، امیت و تلر[۹]