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.

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

فیلتر کربن (activated carbon) اکتیو کربن یا ذغال فعال

فیلتر کربن اکتیو

فیلتر کربن (activated carbon) اکتیو کربن یا ذغال فعال شده با نام هایی مانند کربن اکتیو شده- ذغال فعال نیز شناخته می گردد به کربنی گفته می شود که توسط اکسیژن عمل آورده و فرآوری شده است به شکلی که سوراخ های ریز بی شماری (میلیون ها ) در میان اتم های آن بوجود آمده است (مدل کوچکتری از سنگ پا) کربن عمل آورده فوق به قراری فعال می گردد که با مقدار جزیی از آن می توان سطح بسیار وسیعی را برای ساخت فیلتر آماده ساخت. بطور نمونه یک گرم کرین اکتیو برای آماده سازی پانصدمتر مربع فیلترهوا (یک چهارم زمین فوتبال آمریکایی) به منظورجذب فیزیکی و یا صورت گرفتن واکنش جذب شیمیایی برای فیلترکردن گازهای آلاینده کافی می باشد .به طور مثال فیلتر آماده شده توان جذب مقدار قابل اندازه گیری از گاز نیتروژن را داراست.جذب نیتروژن با تغییر فیزیکی و پس از تبدیل آن به مایع صورت می گیرد. فیلترهای کربن اکتیو توانایی جذب بازمانده های واکنش های شیمیایی و بسیاری دیگر از گازهای آلاینده محیط نظیر No۲. No. Co۲،Co و همچنین ترکیبات آلی فرار (VOCها، بنزن، رادون، فرمالدئیدو غیره را دارند)سرب وSo۲ (اکسیدگوگرد) نیز توسط کربن اکتیو از هوا حذف می گردند.

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

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

چگونگی عملکرد فیلتر روش جذب سطحی گازها پس از انقباض و تغییر فیزیکی شان به شکل مایع صورت می گیرد. این فیلترها دارای درجه بندی هایی بوده و درگریدهای (طبقه بندی براساس میزان جذب) متفاوتی مورد استفاده قرار می گیرند. فیلترها پس از طی دوره زمانی مشخصی باید تعویض شوند. مواد تشکیل دهنده کربن اکتیو وتولید آن عنصر شیمیایی کربن را همگی با علامت C می شناسیم. منابع کربنی زیادی برای ساخت کربن اکتیو وجود دارند که بطور نمونه به چند مورد آن اشاره می کنیم: ذغال سنگ ( یا تورب) پوست سخت چوبی نارگیل، بادام و فندق و…… ذغال سنگ چوب (قهوه ای رنگ) و قطران، قیر بدست آمده از محصولات نفتی . تولید کربن اکتیو با یکی از دو روش زیر میسر می باشد: ۱)واکنش فیزیکی: با استفاده از گازها، ماده خام برای ساخت کربن اکتیو، تبدیل به آن می شود. پروسه تبدیل معمولاً در یک مرحله و گاهی از ترکیب دو مرحله با هم صورت می گیرد. الف)کربنیزه کردن در یک مرحله بوسیله آرگون با نیتروژن ب)اکتیو و اکسید کردن در دو مرحله دوم ۲)فعال کردن با روش شیمیایی. همچنین از کربن فعال یا اکتیو می توان در فیلتر کردن آب هم استفاده کرد.

activated-carbon-filter-active-carbon-activated

activated-carbon-filter-active-carbon-activated

اکتیو کربن یا ذغال فعال activated carbon

کربن فعال (به انگلیسی: Activated carbon) یا کربن اکتیو به گروهی از مواد کربنی با پوکی و سطح داخلی بالا اطلاق می‌شود که به‌دلیل مساحت داخلی قابل توجه، ساختار پوک و منفذی، ظرفیت جذب بالا، قابلیت فعال‌سازی مجدد سطح و همچنین قیمت پائین در مقایسه با جاذب‌های غیرآلی مانند زئولیتیک، مادهٔ منحصربه‌فردی می‌باشند. کاربرد مهم و قابل اهمیت آنها در جداسازی بو، رنگ، مزه‌های غیردلخواه از آب در عملیات‌های خانگی و صنعتی، بازیافت حلال، تصفیه هوا به‌ویژه در رستوران‌ها، صنایع غذائی و شیمیائی می‌باشد.

activated-carbon-filter-filtration-device

activated-carbon-filter-filtration-device

کربن فعال از پیرولیز موادکربنی از قبیل چوب، زغال‌سنگ ، هسته یا پوسته میوه‌ها مانند پوسته نارگیل حاصل می‌گردد و در مراحل بعدی تحت عملیات فعال‌سازی قرار می‌گیرد. پیرولیز موادکربنی، بدون حضور هوا، باعث تخریب مولکول‌های غیرآلی می‌شود که یک ماده پودری کربنی از آن ایجاد خواهد شد. جسم تولیدشده دارای سطح ویژه و تخلخل بالایی می‌باشد. سه فرایند اصلی برای فعال سازی کربن در نظر گرفته می شود: ۱- فعال‌سازی با بخار ۲- فعال‌سازی با دی اکسید کربن ۳- فعال‌سازی شیمیایی

در میان سه روش بالا فعال‌سازی با بخار بهترین گزینه به لحاظ زیست محیطی و اقتصادی است درحالی‌که فعال‌سازی شیمیایی بیشترین سطح و تخلخل را حاصل می‌کند.

activated-carbon-filter-active-carbon

activated-carbon-filter-active-carbon

موارد مصرف دارویی کربن فعال 

برای درمان مسمومیت دارویی یا سموم خوراکی در ساعات اولیه پس از مصرف بکار میرود.

مکانیسم اثر کربن فعال 

کربن فعال به دلیل داشتن خلل و فرج با اتصال به داروها و سموم موجود در لوله گوارشی جذب آنها را مختل می‌کند.

متابولیسم دارو کربن فعال 

مصرف آن خوراکی و جذب آن بسیار اندک است.

عوارض جانبی کربن فعال 

سوء جذب و اسهال، تداخل در جذب سایر داروهای خوراکی.

filter-active-carbon-activated-carbon

filter-active-carbon-activated-carbon

 

activated-carbon-filter-industrial

activated-carbon-filter-industrial