کربن اکتیو
کربن اکتیو چیست؟ کربن‌های فعال یک گروه جاذب بسیار متنوع هستند که قابلیت جذب انتخابی هزاران مواد آلی و مشخص را دارند. از طریق قسمت‌های داخلی زغال‌سنگ، کربن فعال شده و به‌عنوان جاذب مورداستفاده قرار گرفته است. کربن فعال شده با فاز بخار برای اولین‌بار در ماسک‌های گازی نظامی جنگ جهانی اول و در سال‌های بین جنگ‌های جهانی به‌صورت تجاری در سیستم‌های بازیابی حلال استفاده شد.
کربن‌های فعال با فاز مایع، اولین کاربردهای برجسته خود را پس از جنگ جهانی اول، در رنگ‌آمیزی قند و تصفیه آنتی‌بیوتیک‌ها به دست آوردند. امروزه صدها کاربرد دیگر برای کربن اکتیو وجود دارد. اگر استفاده‌های متنوع تحت عنوان کلی کنترل محیط‌زیست به طور جداگانه محاسبه شود، تعداد کاربردهای جاری به هزاران عدد می‌رسد.
کربن اکتیو به نام‌های کربن فعال، زغال فعال، زغال اکتیو، نیز شناخته می‌شود. این ماده در صنایع مختلفی به‌عنوان جاذب، کاتالیزور و یا تصفیه‌کننده آب کاربرد دارد. بسته به مواد اولیه، روش و درجه فعال‌سازی و سایر عوامل، کربن‌های فعال می‌توانند در کاربردهای مختلف عملکرد متفاوتی داشته باشند
کربن اکتیو گرانولی
ازآنجاکه جذب یک فناوری نسبتاً تخصصی است، تعریف از اصطلاحات مربوطه ممکن است مفید باشد. جذب یک پدیده سطحی است که در آن مولکول‌های جاذب جذب می‌شوند. آنها تا زمانی که به تعادل بین مولکول‌های جذب شده و آن‌هایی که هنوز به‌صورت آزاد در گاز یا مایع حامل توزیع می‌شوند، برسند، روی سطح جاذب نگه‌داشته می‌شوند.
درحالی‌که اتم‌های درون ساختار جاذب در همه جهات نسبتاً مساوی جذب می‌شوند، اتم‌های موجود در سطح، نیروی جاذبه نامتعادل از خود نشان می‌دهند که مولکول‌های جاذب به اشباع آن کمک می‌کنند. پس از آن می‌توان فهمید که جذب در هر سطحی مانند شیشه پنجره یا بالای میز رخ می‌دهد.
مشخصه‌ای که یک جاذب را مشخص می‌کند، وجود مقدار زیادی سطح است. به طور معمول از طریق ناحیه دیوار یا شکاف‌ها، مویرگ‌ها یا منافذی که در ساختار آن نفوذ کرده‌اند، در حجم و وزن بسیار کم. کربن اکتیو نیز به دلیل داشتن سطح تماس بالا یکی از جاذب‌های مهم در صنعت است.
انواع جذب کربن اکتیو
نوع جذب که در درجه اول به جاذبه سطح بستگی دارد که در آن عواملی مانند دما، فشار یا غلظت ناخالصی ممکن است تعادل جذب را تغییر دهد، طبقه‌بندی بیشتری از جذب فیزیکی ارائه شده است. نیروهای الکترونیکی (نیروهای واندروالس) مسئول جذب مربوط به نیروهایی هستند که باعث اتصال مولکول‌های مشابه شده و پدیده‌های متراکم و کشش سطحی را ایجاد می‌کنند. از نظر مفهومی، برخی ترجیح می‌دهند قیاس جذب فیزیکی، ذرات آهن باشد که جذب آهنربای آهنربایی شده و در آن نگه‌داشته می‌شود.
جذب فیزیکی متداول‌ترین نوع است، اما یک زیر طبقه‌بندی مهم شیمی‌درمانی است. شیمی جذب به یک واکنش شیمیایی بین جاذب و جذب‌شونده یا اغلب واکنش با یک واکنش‌دهنده که ممکن است در سطح وسیع جاذب آغشته شود، اشاره می‌کند. طبق این موضوع جذب یا دفع فیزیکی طبیعت شیمیایی جاذب را حفظ می‌کند. کربن اکتیو یکی از شناخته‌شده‌ترین جاذب‌ها در صنعت شیمیایی است. کربن فعال سطح بالایی از جاذب را برای مصارف مختلفی ارائه می‌دهد.
پدیده سطحی جذب در حال حاضر ممکن است با جذب متضاد باشد که در آن‌یکی از مواد با ساختار فیزیکی ماده دیگر آمیخته می‌شود. به‌عنوان‌مثال، حل شدن فنل در الیاف استات سلولز (جذب) در مقابل جذب سطحی به لایه بیرونی الیاف (جذب).
انواع کربن اکتیو از لحاظ شکل ظاهری
کربن اکتیو را از لحاظ شکل ظاهری می توان به سه دسته کربن فعال گرانولی، کربن فعال پودری، کربن فعال میله ای تقسیم بندی کرد.
کربن فعال پودری:
کربن فعال پودری دارای ذرات بسیار کوچک و ریز می باشد. اندازه هر کدام از ذرات برابر با 0.18 میلیمتر می باشد. همین دلیل باعث شده است قدرت جذب در این کربن بسیار بالا برود. به علت قدرت جذب بسیار بالا در کربن اکتیو پودری شما می توانید از این محصول در فیلتر کربنی استفاده کنید. قابل به ذکر می باشد در این مدل کربن فعال به علت ریز بودن ذرات افت فشار بالایی ایجاد می شود.
کربن فعال گرانولی:
کربن فعال گرانولی برعکس کربن فعال پودری دارای اندازه و ابعاد بزرگی می باشد. به همین دلیل قدرت جذب در این کربن اکتیو کم تر کربن اکتیو پودری می باشد. شما می توانید از این نوع کربن برای جلوگیری از عبور آلایند ها در تصفیه خانه ها استفاده کنید.
کربن فعال میله ای:
همان طور که از نام کربن فعال میله ای مشخص است شکل ظاهری این کربن استوانه ای می باشد. نام دیگر کربن اکتیو میله ای کربن فعال مدادی و اکسترود می باشد. قطر این کربن اکتیو بین 0.8 تا 130 میلیمتر می باشد. شما می توانید از این کربن برای جذب در فاز گازی استفاده کنید. ویژگی های کربن فعال میله ای شامل افت فشار کم، قدرت مکانیکی بالا، میزان غبار کم می باشد.
کربن اکتیو جاکوبی
یکی از برند های سرشناس کربن اکتیو برند جاکوبی می باشد. کربن اکتیو جاکوبی ساخت کشور سوئد می باشد. تمام محصولات این شرکت دارای کارایی بسیار بالا است همین موضوع باعث شده است این برند در میان مردم دارای محبوبیت بالایی باشد . شما می توانید از کربن اکتیو برای جذب ترکیبات طبیعی عالی، و ترکیباتی که شامل بو و طعم هستند استفاده کنید. از مزایای کربن اکتیو جاکوبی می توان به تراکم بالا، قابلیت رطوبت پذیری بالا، فعالیت متعادل ، ظرفیت جذب بسیار خوب و ….اشاره کرد.
کاربرد کربن اکتیو جاکوبی
کربن اکتیو جاکوبی دارای کاربرد های بسیار زیادی می باشد در ادامه چند نمونه از این کاربرد ها را شرح می دهیم.
1.قابل استفاده برای تولید دارو.
2. قابل استفاده در دستگاه های مختلف همانند تصفیه کننده های هوا، تصفیه کننده صنعتی، خوشبوکننده ها.
3. قابل استفاده برای جدا سازی رنگ، بو و …ناخالصی ها از محلول.
4. قابل استفاده برای تولید دارو.
5. قابل استفاده برای بازیافت طلا.
اگر قصد خرید انواع مدل های کربن اکتیو جاکوبی را دارید و نیاز به مشاوره رایگان دارید می توانید با کارشناسان سایت جاکوبی ایران تماس حاصل فرمایید.
ساختار منافذ کربن اکتیو
درحالی‌که دهانه‌های ساختار کربنی ممکن است دارای اشکال مختلف باشند، اصطلاح منافذ که دلالت بر یک دهانه استوانه‌ای دارد، به طور گسترده استفاده می‌شود. توصیف فاصله‌های کوچک بین دیواره‌های این منافذ که معمولاً به‌عنوان تابعی از کل سطح یا حجم کل منافذ ارائه شده توسط منافذ با قطرهای مختلف بیان می‌شود، منحنی ساختار منافذ است.
لطفاً توجه داشته باشید که شکل منفذ به طور متوسط نشان‌داده‌شده از مجموع منافذ در اندازه‌ها و اشکال مختلف مشتق شده است. هیچ منافذی در کربن اکتیو به‌احتمال زیاد شکل متوسطی ندارد، اما کربن فعال دانه‌ای به‌طورکلی اغلب طوری عمل می‌کند که گویی تمام سطح آن در منافذ آن است.
کوچک‌ترین منافذ با قطر مناسب ریز منافذ را تشکیل می‌دهند و بالاترین مکان‌های انرژی جذب در زغال اکتیو هستند. تخلخل‌های ریز در جذب وزن مولکولی کمتر، بخارهای آلی نقطه‌جوش پایین و همچنین حذف مواد آلی موجود در آب تا سطوح غیرقابل‌تشخیص مفید است.
دهانه‌های بزرگ‌تر منافذ، درشت مغذی را تشکیل می‌دهند که در جذب مولکول‌های بسیار بزرگ و مجموعه مولکول‌ها، مانند اجسام رنگی در محلول‌های قند خام مفید است. یکی دیگر از عملکردهای مهم ساختار ماکروپورهای زغال اکتیو کمک به انتشار مایعات به محل‌های جذب در داخل ذرات کربن است.
ماده خام کربن فعال
کربن اکتیو دانه‌ای را می‌توان از مواد اولیه مختلف کربنی تولید کرد که هر یک از آنها ویژگی‌های معمولی را به مجرای نهایی منتقل می‌کند. بهترین کربن اکتیو تجاری معمولاً از نارگیل و دیگر پوسته‌های آجیل، زغال‌سنگ قیر، کک نفتی، خاک‌اره، پوست و سایر محصولات چوبی تهیه می‌شود.
به‌طورکلی، پوسته‌های آجیل و کوک‌های نفتی کربن‌های بسیار سخت با ساختار منفذی را مشخص می‌کنند. زغال‌سنگ از نوع ساختاری در کربن‌های نسبتاً سخت و ساختار چوب در کربن‌ها فاقد خرد شدن و سایش زیاد است. باید تأکید کرد که تکنیک‌های تولید خاص ممکن است کربن‌هایی تولید کنند که از شکل و ساختار مواد اولیه معین خارج می‌شوند.
چگالی ظاهری
چگالی جامد یا اسکلتی اکثر کربن‌های فعال شده بین 2.0- 2.1 گرم در سی‌سی یا حدود 125- 130 پوند بر فوت مکعب متغیر است. بااین‌حال، این ماده‌ای را توصیف می‌کند که اساساً هیچ سطح و ظرفیت جذبی ندارد.
برای GAC ، چگالی بسیار کاربردی‌تر، چگالی ظاهری (A.D.) یا جرم حجم معینی از ذرات جاذب است. این چگالی به دلیل وجود منافذ در ذرات و فضای خالی بین ذرات به طور قابل‌توجهی کمتر از چگالی جامد خواهد بود. در اکثر GACهای تجاری، تغییرات A.D. بین 0.4- 0.5 گرم در سی‌سی، یا بین -25 31 پوند بر فوت مکعب است.
ازآنجاکه کربن اکتیو دانه‌ای در جاذب‌های حجم ثابت استفاده می‌شوند، از مقادیر چگالی ظاهری می‌توان برای محاسبه فعالیت حجم استفاده کرد. ممکن است به تعیین ظرفیت کار یک جاذب با بارهای کربن جایگزین کمک کند.
فرض کنید کربن A ید را جذب می‌کند تا یک عدد ید استاندارد 1100 میلی‌گرم در گرم تولید کند و دارای AD 0.4 گرم در سی‌سی کربن B دارای 950 میلی‌گرم در گرم ید و AD 0.5 گرم در سی‌سی است. به کربن A با ضرب مقدار فعالیت بر اساس وزن، ظرفیت ید حجمی 440 میلی‌گرم در سی‌سی دارد درحالی‌که کربن B دارای مقدار 475 میلی‌گرم در سی‌سی است.
کربن فعال چطور به وجود می‌آید؟
دو روش مختلف برای تولید کربن اکتیو وجود دارد، اما در این قسمت ما روش کارآمدتری را به شما ارائه می‌دهیم که کربن فعال باکیفیت بالاتر و خالص‌تر را و در اصطلاح بهترین کربن اکتیو را ایجاد می‌کند. کربن فعال با قراردادن در مخزن بدون اکسیژن و قراردادن آن در دمای بسیار بالا،600 900 درجه سانتیگراد ساخته می‌شود.
پس از آن، کربن در معرض مواد شیمیایی مختلف، معمولاً آرگون و نیتروژن قرار می‌گیرد و دوباره در یک مخزن قرار می‌گیرد و از 600 تا 1200 درجه سانتیگراد بیش از حد گرم می‌شود. بار دوم که کربن در مخزن حرارتی قرار می‌گیرد، در معرض بخار و اکسیژن قرار می‌گیرد. از طریق این فرایند، یک ساختار منفذی ایجاد می‌شود و سطح قابل‌استفاده کربن تا حد زیادی افزایش می‌یابد.
از کدام کربن فعال استفاده کنیم؟
اولین تصمیم برای استفاده از کربن، تصفیه جریان مایع یا بخار است. هوا بهتر است با استفاده از ذرات بزرگ کربن برای کاهش افت فشار از طریق بستر تصفیه شود. ذرات کوچک‌تر با کاربردهای مایع برای کاهش مسافتی که مواد شیمیایی برای جذب در داخل کربن باید طی کنند، استفاده می‌شود. این که آیا پروژه شما بخار یا مایع را خالص می‌کند، ذرات کربن با اندازه‌های مختلف توسط تولیدکننده کربن اکتیو موجود است. همه بسترهای مختلف مانند زغال‌سنگ یا کربن پایه نارگیل وجود دارد که باید در نظر بگیرید.
چگونه از کربن فعال استفاده کنیم؟
کربن اکتیو معمولاً در کنتاکتور ستون استفاده می‌شود. ستون‌ها جذب‌کننده نامیده می‌شوند و به طور خاص برای هوا و آب طراحی شده‌اند. این طرح برای بارگیری (مقدار سیال در سطح) ، زمان تماس (حداقل زمان تماس برای اطمینان از حذف موردنیاز است) و افت فشار از طریق جاذب (برای اندازه‌گیری درجه فشار ظرف و درجه طراحی فن یا پمپ موردنیاز است) طراحی شده است.
کربن فعال چقدر طول عمر دارد؟
ظرفیت زغال فعال برای مواد شیمیایی به چیزهای زیادی بستگی دارد. وزن مولکولی ماده شیمیایی در حال حذف، غلظت ماده شیمیایی در جریان مورد تصفیه، سایر مواد شیمیایی در جریان تصفیه شده، دمای عملکرد سیستم و قطبیت مواد شیمیایی حذف شده همگی بر عمر یک بستر کربنی تأثیر می‌گذارد. عوامل گفته شده بر روی قیمت کربن اکتیو نیز اثر می‌گذارند.
جمع‌بندی
کربن اکتیو برای جذب و حذف آلودگی‌های ترکیبات شیمیایی استفاده می‌شود. بهترین کربن فعال برای شما با درنظرگرفتن میزان و نوع کاربرد مشخص می‌شود. در این مقاله اطلاعات مربوط به چگونگی خرید کربن فعال و نکات مربوط به آن توضیح داده شد. با مطالعه کامل این مطلب، کربن فعال را بهتر بشناسید. در این سایت تمام مدل های کربن اکتیو جاکوبی به فروش می رسد. برای خرید و آشنایی کامل با انواع کربن اکتیو جاکوبی می توانید با کارشناسان سایت در تماس باشید.
