کربن فعال چگونه ساخته می شود؟

کربن فعال چگونه ساخته می شود : زغال فعال یا کربن اکتیو ماده ای است که از سوزاندن کربن در محیط خلا و بدون اکسیژن به دست می آید. این محصول در انواع گوناگون به دلیل داشتن منافذ و سطح متخلخل دارای قدرت جذب بالای است و مواد شیمیایی و آلی را در خود نگه داشته و جذب می کند.

برای ساخت کربن فعال از مواد گوناگونی مانند زغال سنگ، زغال چوب، چوب، پوست نارگیل، پوست گردو و …  درست می شود. این نوع کربن دارای ویژگی های جذبی، کالیستی و الکتروشیمیایی گوناگونی است. در ادامه از این مقاله سایت آرا سنگ الوند شما را با روش های ساخت آن و کاربردهایش توضیح می دهیم.

کربن زغال چیست؟

کربن فعال یا زغال اکتیو دارای مساحت بسیاری زیادی به نسبت حجم آن است و شبکه ای از تخلخل میکروسکوپی دارد که دارای فرایند جذب سطحی می باشد. انواع کربن اکتیو از موادی که دارای کربن می باشد ساخته می شود. ماده های با پایه کربن از طریق فرایند اصلاح فیزیکی و واپاشی حرارتی در کوره تحت اتمسفر و فشار کنترل شده به زغال فعال تبدیل می شوند.

کربن فعال به نقل از ویکی پدیا:

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.

روش های ساخت کربن فعال

به پرسش اصلی مقاله که کربن فعال چگونه ساخته می شود، برگردیم. در ابتدا باید گفت که علت این که انواع گوناگونی از زغال اکتیو وجود دارد تفاوت در ماده خام اولیه و روش تولید آن است. کربن های که به روش خانگی تهیه می شود از زغال می باشد. ماده ی خام پایه اولیه قبل از فعال کردن کربن قابلیت این را دارد که دارای خواص فیزیکی و مقدار فعال بودن کربن را تحت الشعاع قرار می دهد. از این رو بعضی از کربن ها فقط برای مصازف خاص تولید می شود.

به عنوان نمونه برای ساخت فیلتر کربن هوا و آب باید از کربن اکتیو با کیفیت استفاده نمایند. از این رو ذغال را در یک محیط خلا می گذارند و 600 الی 900 درجه سلیسیوس حرارت می دهند و کربن را در معرض مواد شیمیایی مانند آرگون و نیتروژن قرار می دهند. برای دفعه دوم کربن را در 900 الی 1200 درجه سلیسیوس حرارت داده و در معرض اکسیژن و بخار می گذارند. با این کار سوراخ و منافذ ریز در کربن ایجاد می شود. به طور کلی این ماده از مواد زیر تشکیل می شود:

• زغال سنگ
• کک نفتی
• قیر
• قطران زغال سنگ
• ضایعات گیاهی
• ضایعات کشاورزی ( پوست میوه ها، هسته میوه ها مانند هسته زیتون، چوب و …).

ساخت کربن اکتیو با پوست نارگیل

اگر شما برای صنایع سایشی به این ماده نیاز دارید باید از پوست نارگیل استفاده کنید و برای صنایع غیر سایشی از پوست بادام کوهی، هسته زردآلو، هسته هلو و پوست گردو برای ساخت کربن فعال استفاده می کنند. به طور کلی کربن ایجاد شده با این ماده دارای میکروتخلخل های بیشتری است و از آن برای جداسازی مواد آلی رقیق در آب مصرفی استفاده می کنند. عدد ید این نوع بسیار بالاست و این نشان دهنده مساحت سطحی زیاد و قدرت جذب بالاست. کربن فعال ساخته شده با این نوع دارای گرد و غبار کمتری می باشد و دارای مقاومت بالا و درجه سختی بالای می باشد.

ساخت کربن فعال با زغال قیری

زغال اکتیو در این نوع دارای گستره ای وسیعی از تخلخل ها و با اندازه های متفاوت است. این نوع دارای تخلخل های بزرگ و کوچک می باشد، پس دارای کاربردهای مانند کلرزدایی و جداسازی مجموعه بزرگی از مواد آلوده کننده آلی و ذرات بزرگ تر رنگ از آب است.

فعال کردن زغال فعال با آب لیمو

1. ابتدا اطمینان حاصل کنید که کربن فعال خشک است؛ سپس آن را به اندازه های کوچک یا پودر آسیاب کنید. برای این کار می توانید از یک مخلوط کن قوی استفاده کنید.
2. سپس کربن اکتیو پودر شده را داخل شیشه یا ظرفی بریزید و 300 میلی لیتر آب لیمو به آن اضافه کنید. حتی توانسته 100 گرم کلرید کلسیم را در 300 میلی لیتر آب حل کنید (به دلیل واکنش آب با کلرید کلسیم ظرف ممکن است داغ شود).
3. روی آن را بپوشانید و اجازه دهید 24 ساعت در ظرف بماند.
4. بعد از 24 ساعت کربن فعال را صاف کرده و با آب بشویید سپس روی سینی فر پهن کنید.
5. آن را در فر یا آبگیر خشک کنید تا کاملا خشک شود. حرارت همراه با آب لیمو ترکیب می شود تا زغال اکتیو شما را فعال کند.
6. سپس آن را بعد از خشک شدن از فر خارج کرده و اجازه دهید تا خنک شود. سپس به اندازه‌های دلخواه مخلوط کرده و توانسته از آن برای استفاده به عنوان ماسک صورت، برای درمان مسمومیت، یا به عنوان خمیر دندان، آنها را با پودر زغال فعال مخلوط کنید.

کاربرد کربن فعال

از کربن اکتیو به خاطر داشتن منافذ ریز و قدرت جذب مواد شیمیایی به عنوان یک فیلتر در صنایع گوناگون استفاده می کنند؛ به عنوان مثال در دستگاه های تصفیه آب از آن برای از بین بردن کلر، طعم و مزه آب استفاده می کنند. در ضمن از زغال فعال در صنایع زیر استفاده می کنند:

• صنایع نفت و گاز
• صنایع پزشکی ( مانند استفاده از زغال اکتیو برای عرق)
• صنایع نظامی
• ساخت فیلتر کربنی دستگاه های آب تصفیه
• فیلتر دستگاه های تصفیه هوا
• صنایع خودروسازی.

مقاله پیشنهادی: کاربرد کربن اکتیو در صنعت

نحوه استفاده از کربن فعال

به طور کلی این ماده به دلیل داشتن مساحت سطحی بالا به ازای واحد جرم موجب می شود که مواد آلوده کننده به آن بچسبد. این نوع مساحت سطحی بالا در زغال اکتیو موجب می شود چندین نیروی جذاب پدید شود تا دیگر مولکول ها به سطح آن بچسبد. در واقع به آن نیروی گرانش می گویند.

این نوع مواد آلوده کننده آلی به دلیل خاصیت شیمیایی بودن شان و جرم مولکولی بالا به راحتی جذب زغال فعال می شود و برای جذب شدن مواد آلوده کننده و کربن اکتیو باید در آّب حل شوند تا این نوع مواد آلوده کننده از کربن بلک کوچک تر شده و بتوانند جذب این ماده شود. جدای از این فرایند فیزیکی می توان به واکنش های شیمیایی نیز اشاره کرد که ممکن است روی سطح کربن فعال ایجاد شود. از این واکنش های شیمیایی می توان به حذف کلرین از آب بعد از انجام واکنش های شیمیایی کلرین با کربن و تولید یون های کلراید است.

مهم‌ترین دلایل ساخت کربن فعال

1. تصفیه کردن آب از جمله مهم‌ترین مصارف زغال اکتیو است. در دستگاه های تصفیه آب خانگی، تصفیه آب‌های شهری، فیلترهای آکواریوم، تصفیه پساب کارخانه‌های مدرن و… از سیستم‌های مجهز به کربن اکتیو استفاده می‌کنند.
2. امروزه برخی از عملیات‌های تولید دارو به وسیله خاصیت تصفیه کنندگی زغال فعال صورت می‌گیرد.
3. ساخت کربن فعال با هدف بازیافت عناصر و فلزات گران بها مانند طلا استفاده می‌شود.
4. در فیلتر کارخانه‌های تولید کننده آب میوه کربن اکتیو کاربرد دارد.
5. در سیستم‌های تصفیه هوا و تولید انواع خوشبو کننده‌ها نیز خواص زغال فعال استفاده دارد.
6. ساخت کربن فعال با هدف حذف رنگ‌های نامطلوب قند و شکر صورت می‌گیرد.

نتیجه‌گیری

همانطور که متوجه شدید زغال اکتیو با داشتن ویژگی های فوق العاده در صنایع گوناگون کاربردهای متنوع دارد. تا چندین سال اخیر زیاد از آن استفاده نمی کردند ولی امروزه مزایا و فواید آن بر کسی پوشیده نیست. حال که با این مسئله که کربن فعال چگونه ساخته می شود، مطلع شوید برای خرید کربن اکتیو به سایت آرا سنگ الوند مراجعه نمایید.