کربن اکتیو یا کربن فعال چیست؟

فیلتر کربن فعال

کربن فعال چیست؟ زغال فعال چیست؟

کربن فعال یا کربن اکتیو ، شکل خام گرافیت بوده که معمولا برای هسته مداد استفاده می شود. دارای ساختار متنوع و ناقص بوده که دارای منافذ زیاد در ابعاد مختلف، دارای ترک ها و شکاف های که قابل مشاهده بوده و ساختار متخلل به ابعاد مولکول می باشد. ساختار گرافیتی باعث می شود که سطح کربن بسیار بزرگ باشد و به کربن اجازه می دهد طیف گسترده ای از ترکیبات را جذب کند.

کربن فعال (زغال فعال) دارای بالاترین قابلیت جذب فیزیکی یا به تعبیری بیشترین میزان تخلخل می باشد. کربن (زغال فعال) دارای سطحی بیش از m²/g 1000 می‌باشد. این به این معنی است که ۳ گرم کربن فعال می‌تواند سطح زمین فوتبال را داشته باشد.

کربن فعال از چی ساخته شده؟

کربن فعال یا کربن اکتیو می تواند از بسیاری از ترکیب آلی به گونه‌ای از ماده و ترکیب شیمیایی (جامد-مایع-گاز) گفته می‌شود که در مولکول‌های خود دارای کربن باشد. این تعریف عام نیست و شامل همه ترکیبات دارای کربن مانند کاربید، کربنات، سیانید و اکسیدهای سادهٔ کربن (کربن دی‌اکسید و کربن مونوکسید) نمی‌شود. ترکیب‌های نام‌برده شده با اینکه دارای کربن هستند اما در رده ترکیب معدنی قرار می‌گیرند.در گذشته معتقد بودند که مواد آلی موادی هستند که در آن یک موجود زنده نقش داشته‌است.ساده‌ترین ترکیبات آلی (هیدرو کربن)ها هستند .مواد آلی دارای محتوای کربن زیاد مانند ذغال سنگ، پوسته نارگیل، پوست گردو ، پوست پسته و چوب ساخته شده باشد. مواد اولیه کربن تأثیر بسیار زیادی بر ویژگی ها و عملکرد آن دارد.

مواد اولیه کربن فعال

انواع کربن فعال

ذرات نامنظم شکل با اندازه های بین ۰٫۲ تا ۵ میلیمتر. این نوع کربن در جذب سطحی هر دو فاز مایع و گاز استفاده می شود. به علاوه در جذب مواد فرار و بخار کاربرد دارد. زیرا دارای  سرعت نفوذ پذیری بالایی بوده  و معمولا به صورت بستر ثابت استفاده می شود.

 

انواع کربن فعال

سه نوع اصلی کربن فعال وجود دارد.

کربن فعال گرانول شده (GAC) :

ذرات نامنظم شکل با اندازه های بین ۰٫۲ تا ۵ میلیمتر. این نوع کربن در جذب سطحی هر دو فاز مایع و گاز استفاده می شود. به علاوه در جذب مواد فرار و بخار کاربرد دارد. زیرا دارای  سرعت نفوذ پذیری بالایی بوده  و معمولا به صورت بستر ثابت استفاده می شود.

کربن فعال پودری (PAC) :

پودر کربن با ابعاد عمدتا کمتر از ۰٫۱۸ میلیمتر به طور عمده در فاز مایع و برخی از موارد برای تصفیه گاز دودکش ها استفاده می شود. برخی از مصارف دیگر این نوع از کربن ها در صنعت جهت رنگ بری از محلول ها کاربرد دارد.

کربن فعال میله ای (EAC) :

کربن میله ای  و استوانه ای شکل با قطر ۰٫۸ تا ۵ میلی متر است. این نوع از کربن به علت افت فشار پایین، مقاومت مکانیکی بالا و گرد و غبار کم به طور عمده برای فاز گاز کاربرد دارد.

کربن فعال زغال چوب (ACC)

در فرم های خاص مانند پارچه و الیاف نیز وجود دارد.

فرایند جذب سطحی چیست؟

به تجمع مولکول ها روی سطح کربن، جذب سطحی گفته می شود.

چه عاملی باعث جذب مولکول ها روی سطح کربن فعال می شود؟

جذب سطحی به دلیل نیروی پراکندگی لاندن که نوعی نیروی واندروالسی است که بین مولکول ها وجود دارد،به وجود می آید. این نیرو مشابه نیروی جاذبه بین سیاره ها عمل می‌کند. نیروی پراکندگی لاندن بسیار کوتاه هستند و به فاصله بین سطح کربن فعال و مولکول های جذب شونده حساس هستند. این نیرو همچنین دارای ماهیت افزایشی است، به این معنی که نیروی جذب، حاصل مجموع تعاملات بین تمام اتم ها است. دامنه کوتاه و ماهیت افزایشی این نیروها باعث می شود که کربن فعال دارای قوی ترین نیروی جذب فیزیکی در بین تمامی مواد شناخته شده برای بشر باشد.

جذب فاز گاز – این حالت شامل یک فرایند تراکم است که در آن نیروی جذب، مولکول ها را از حالت توده ای به درون منافذ کربن متراکم می کند. نیروی محرکه برای جذب، نسبت فشار نسبی به فشار بخار ترکیبی است.

جذب فاز مایع – مولکول ها از حالت توده ای به جذب در منافذ در حالت نیمه مایع می روند. نیروی محرک برای جذب، نسبت غلظت به انحلال پذیری ترکیب است.

چه ترکیباتی جذب کربن فعال (زغال فعال) می شوند؟

می توان گفت در فرایند جذب توسط کربن فعال یا کربن اکتیو تمامی ترکیبات تا حدودی قابل جذب هستند. در عمل، برای جذب ترکیبات اصلی ارگانیک همراه با ترکیبات معدنی بزرگ تر مانند ید و جیوه مورد استفاده قرار می گیرد. به طور کلی، جاذب بودن یک ترکیب با شرایط زیر افزایش می یابد:

  • افزایش وزن مولکولی
  • وجود تعداد بیشتری از گروه های کاربردی مانند وجود ترکیبات هالوژن
  • افزایش توانایی قطبی بودن مولکول. این مساله مربوط به ابرهای الکترون در داخل مولکول است.

حذف آلاینده  پسآب ها  توسط کربن فعال

حذف سرب توسط کربن فعال:

جذب سطحی مواد سمی و خطرناک سرب در آزمایش های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. انتشار بالای سرب در جهان امروزی به جهت استفاده آن در تولید بنزین، حذف این ماده خطرناک نیز از بافت خاک ، هوا و آب مورد توجه زیادی از مسئولین و محققین قرار گرفته که می توان جهت حذف این ماده سمی از کربن فعال استفاده نمود

حذف آمونیاک توسط کربن فعال :

جداسازی آمونیاک به روش جذب سطحی یکی از بهترین روش هاست. به علت ارزان تر بودن به نظر می رسد جذب به وسیله کربن فعال موفقیت آمیز تر از سایر جاذب ها باشد.جهت افزایش راندمان و بهره بری از کربن گرانولی توصیه می شود شرایط پس آب خروجی به صورت زیر باشد.

  • دما : ۲۰ سانتی گراد
  • Ph : 805
  • زمان تماس : ۵ ساعت حداقل
  • ابعاد کربن فعال : حداکثر ۹۰۰ میکرومتر
  • بهترین عملکرد در سایز : ۲۰۰ تا ۲۵۰ میکرو متر

جذب  فلزات سنگین توسط کربن فعال ( نیکل )

امروزه فلزات سنگین، به عنوان آلاینده های اولویت دار زیست محیطی مطرح بوده و در حال تبدیل شدن به یکی از جدی ترین مشکلات زیست محیطی می باشند. بنابراین، به منظور محافظت از مردم و محیط زیست، این فلزات سنگین بایدحذف گردند. نیکل یکی از این فلزات سنگین بوده که مقادیر بالای این فلز تا حدودی میتواند سمی باشد. روش های متعددی برای حذف یون های فلزات سنگین، مورد استفاده قرار می گیرند .یکی از این روشها ،روش جذب سطحی با استفاده از کربن فعال می باشد. افزایش دما بر میزان جذب نیکل توسط کربن فعال می افزاید.

حذف نیترات توسط کربن فعال

حضورنیترات درآبهای زیرزمینی دردهه های گذشته،نگرانی های زیادی برای متولیان امربه وجودآورده است.ازمیان روش های مختلف حذف نیترات،استفاده ازروش جذب به علت بازدهی بالای آن وهمچنین ملاحظات اقتصادی موردتوجه قرارگرفته است. .حداکثرمیزان حذف نیترات برای کربن به دست آمده ازسبوس برنج ۹۳٫۵ میلی گرم بر گرم بوده وبرای لجن حاصل ازصنایع کاغذسازی، کربن فعال تجاری وزغال معمولی  به ترتیب ۹٫۵ ، ۶۸٫۷ و ۴۲٫۱  میلی گرم نیترات بر گرم جاذب می باشد.

در صورت هرگونه سوال و یا سفارش تلفنی می توانید از طریق شماره تلگرام تصفیه آب ۰۹۱۳۹۷۰۶۶۵۰  و یا ایمیل info@abgovara.com با کارشناسان تصفیه آب گوارا در ارتباط باشید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

سلام

چگونه می توانم به شما کمک کنم؟😊

SocialSocial