کربن فعال یا اکتیو چیست و چه مشخصاتی دارد

کربن فعال یا اکتیو ( activated carbon ) یکی از مواد پرکاربرد در صنعت تصفیه آب است که به دو صورت پودری و گرانول ( دانه ایی ) تولید می شود و برای جدا سازی رنگ و بو و مزه و کلر آب در کارخانه جات صنایع غذایی و شیمیایی و نیز در تسویه آکواریوم و استخر و تصفیه آب خانگی و صنعتی استفاده می شود

مراحل جذب کربن فعال

جذب در کربن فعال دارای 3 مرحله است:

تماس ذرات آلاینده محلول در مایع ( آب) با ذرات کربن فعال شده
پخش شدن ذرات آلاینده در شبکه متخلخل کربن فعال شده
جذب ذرات آلاینده به کربن فعال شده و بوجود آمدن یک پبوند برگشت ناپذیر

بازیافت کربن فعال شده 

به مرور زمان و استفاده از کربن فعال شده , سطح آن از مواد آلاینده اشباع می شود. کربن فعال شده یک محصول گران است و در عین حال می تواند در چرخه بازیافت قرار گیرد و مجددا مورد استفاده قرار گیرد. بازیافت کربن فعال شده , هزینه کمی نسبت به تولید اولیه دارد و دارای قیمت ارزانتری نیز می باشد

تولید کربن اکتیو ( زغال فعال )

اصول و فنون گوناگونی در ساخت و تولید زغالهای فعال شده وجود دارد که به 3 اصل بستگی دارد:
– نوع ماده اولیه
– مشخصات فیزیکی مورد نظر برای محصول (کربن فعال شده)
– مشخصات جذبی برای کاربردهای مختلف

شیوه های فعالسازی که بیشتر در تولیدات تجاری بکار میرود عبارتند از:

فعال سازی شیمیایی ، فعال سازی توسط بخار
فعال سازی شیمیایی:

این شیوه بیشتر برای مواردی است که مواد اولیه آن چوب و یا کربن سنگ نارس (Peat) می باشد. مواد اولیه را با یک عامل آبگیر مانند اسید فسفریکP2O5 یا کلرید زنیکZnCl2 آغشته می کنند تا ماده ای خمیری حاصل شود. این ماده را در بازه دمایی 500 – 800 درجه سانتیگراد حرارت میدهند تا کربن فعال شود.
کربن فعال شده حاصل را بعد از شستشو خشک و به پودر تبدیل می کنند.
کربن فعال شده بدست آمده توسط این روش , دارای منافذ باز زیادی است و برای جذب مولکول های بزرگ بسیار مناسبند.

ویژگی های کربن اکتیو

گونه های مختلفی از کربن های فعال شده با ویژگی های مشخص وجود دارند که خصوصیات هر یک از آنها بستگی به مواد اولیه و فنون به کا ر رفته در تولید آنها بستگی دارد. در انتخاب یک گونه زغال فعال شده, برای بهبود بخشیدن به فرایندها, نیاز به شناخت دقیق ویژگی های فیزیکی و جذبی مواد داریم.

ویژگی های جذبی

سطح کربن اکتیو

با استفاده از N2 حدود منافذ سطحی کربن فعال شده را اندازه می گیرند.هر چه سطح کربن فعال شده بیشنر باشد, قسمتهای جاذب نیز بیشترند.

اندازه منافذ کربن اکتیو

تعیین اندازه های یک کربن فعال شده میتواند راهی مناسب برای تشخیص خصوصیات آن باشد.که در IUPAC منافذ بر اساس اندازه به صورت زیر دسته بندی شده اند :

Micropores r<1nm
Mesopores r 1-25nm
Micropores r>25

که mesopore ها برای جا به جایی و Micropore ها برای جذب مواد هستند.

تخلخل کربن اکتیو

یکی از راههای اندازه گیری میزان تخلخل در توده ای از کربن فعال شده , استفاده از میزان جذب CCl4 خالص در حالت گازی می باشد.

ویژگیهای فیزیکی

سختی و مقاومت کربن اکتیو در برابر حررت و فشار

کربن های فعال شده دارای سختی های متفاوتی هستند که مربوز به مواد اولیه وشیوه تهیه آنها می باشد. بنا به درجه سختی, هر یک از آنها کاربردهای متفاوتی دارند.

چگالی کربن اکتیو

اندازه ذرات کربن اکتیو

هر چقدرکه اندازه ذرات کربن فعال شده کوچکتر باشد, سرعت جذب بیشتر است.
کربن فعال شده را به سه شکل دانه ای , پودر و استوانه ای میسازن