تولید کربن اکتیو
کربن فعال کربنی است که از مواد منبع کربنی مانند بامبو ، پوسته نارگیل ، بیت بیت ، چوب ، ذغال سنگ ، زغال سنگ ، زغال سنگ ، و نفت استخراج می شود. می تواند توسط یکی از فرایندهای زیر تولید شود:
فعال سازی فیزیکی: مواد اولیه با استفاده از گازهای داغ به کربن فعال تبدیل می شوند. سپس هوا برای سوزاندن گازها وارد می شود و یک شکل درجه بندی شده ، غربال شده و گردگیری از کربن فعال ایجاد می کند. این کار عموماً با استفاده از یک یا چند فرآیند زیر انجام می شود:
کربن سازی: موادی با محتوای کربن در دماهای بین 600 تا 900 درجه سانتی گراد ، معمولاً در جو بی اثر با گازهایی مانند آرگون یا نیتروژن ، پیرولز می شوند.
فعال سازی/اکسیداسیون: مواد اولیه یا مواد کربنیزه در دماهای بالای 250 درجه سانتی گراد ، معمولاً در محدوده دمایی 600 تا 1200 درجه سانتی گراد ، در معرض جو اکسید کننده (اکسیژن یا بخار) قرار می گیرد.
فعال سازی شیمیایی: مواد کربنی با مواد شیمیایی خاصی آغشته می شوند. این ماده شیمیایی معمولاً یک اسید ، باز قوی یا یک نمک (اسید فسفریک 25? ، هیدروکسید پتاسیم 5? ، هیدروکسید سدیم 5? ، کلرید کلسیم 25? و کلرید روی 25?) است. سپس کربن در معرض دمای بالاتر (250-600 درجه سانتی گراد) قرار می گیرد. اعتقاد بر این است که درجه حرارت ، کربن را در این مرحله با مجبور کردن مواد به باز شدن و داشتن منافذ میکروسکوپی بیشتر فعال می کند. به دلیل دمای پایین تر ، قوام بهتر کیفیت و زمان کوتاه تر برای فعال سازی مواد ، فعال سازی شیمیایی بر فعال سازی فیزیکی ترجیح داده می شود.
طبقه بندی
کربن های فعال محصولات پیچیده ای هستند که طبقه بندی آنها بر اساس رفتار ، ویژگی های سطح و سایر معیارهای اساسی دشوار است. با این حال ، برخی از طبقه بندی های گسترده برای اهداف کلی بر اساس اندازه ، روش های آماده سازی و کاربردهای صنعتی انجام می شود.
پودر کربن فعال
همچنین ببینید: درمان کربن فعال پودری
میکروگراف ذغال فعال (R 1) در زیر نور میدان روشن بر روی میکروسکوپ نوری. به شکل فراکتال مانند ذرات که اشاره به سطح وسیع آنها دارند توجه کنید. هر ذره در این تصویر ، علیرغم اینکه تنها حدود 0.1 میلی متر عرض دارد ، می تواند مساحت چند سانتی متر مربع داشته باشد. کل تصویر ناحیه ای تقریباً 1.1 در 0.7 میلی متر را پوشش می دهد و نسخه با وضوح کامل در مقیاس 6.236 پیکسل/میکرومتر است.
به طور معمول ، کربن های فعال شده (R 1) به شکل پودر یا گرانول های ریز با اندازه کمتر از 1.0 میلی متر با قطر متوسط ??بین 0.15 تا 0.25 میلی متر ساخته می شوند. بنابراین آنها نسبت سطح به حجم زیادی با فاصله انتشار کوچک ارائه می دهند. کربن فعال (R 1) به عنوان ذرات کربن فعال حفظ شده بر روی الک 50 مش (0.297 میلی متر) تعریف شده است.
مواد PAC مواد نازک تری هستند. PAC از ذرات کربن خرد شده یا آسیاب شده تشکیل شده است که 95-100 of آن از یک الک مش تعیین شده عبور می کند. ASTM ذرات عبوری از الک 80 مش (0.177 میلی متر) و کوچکتر را به عنوان PAC طبقه بندی می کند. استفاده از PAC در یک ظرف اختصاصی ، به دلیل از دست دادن زیاد سر ، معمول نیست. در عوض ، PAC عموماً مستقیماً به سایر واحدهای فرآیندی مانند آبهای خام ، حوضچه های مخلوط سریع ، شفاف کننده ها و فیلترهای گرانش اضافه می شود.
کربن فعال گرانولی
میکروگراف ذغال فعال (GAC) زیر میکروسکوپ الکترونی روبشی
کربن فعال گرانولی (GAC) در مقایسه با کربن فعال پودری دارای اندازه ذرات نسبتاً بزرگتری است و در نتیجه سطح خارجی کوچکتری را نشان می دهد. بنابراین انتشار جاذب عامل مهمی است. این کربنها برای جذب گازها و بخارات مناسب هستند ، زیرا به سرعت پخش می شوند. کربن های دانه بندی شده برای تصفیه آب ، خوش بو و جداسازی اجزای سیستم جریان مورد استفاده قرار می گیرند و همچنین در حوضچه های مخلوط سریع استفاده می شوند. GAC می تواند به صورت دانه ای یا اکسترود شده باشد. GAC با اندازه هایی مانند 20 8 8 ، 40 20 20 یا 30 8 8 برای برنامه های فاز مایع و 4 × 6 ، 4 × 8 یا 4 × 10 برای برنامه های مرحله بخار تعیین شده است. کربن 20 × 40 از ذراتی ساخته شده است که از الک مش استاندارد شماره 20 غربال ایالات متحده (0.84 میلی متر) (به طور کلی 85? عبور مشخص می شود) عبور می کنند ، اما در الک استاندارد مش شماره 40 ایالات متحده (0.42 میلی متر) نگهداری می شوند. ) (به طور کلی 95? حفظ شده مشخص شده است). AWWA (1992) B604 از الک 50 مش (0.297 میلی متر) به عنوان حداقل اندازه GAC استفاده می کند. محبوب ترین کربن های فاز آبی اندازه های 12 × 40 و 8 × 30 هستند زیرا دارای توازن خوبی از نظر اندازه ، سطح و ویژگی های از دست دادن سر هستند.
اکسترود شده کربن فعال (EAC)
کربن فعال اکسترود شده (EAC) کربن فعال پودر شده را با یک اتصال دهنده ترکیب می کند که با هم ترکیب شده و به صورت بلوک کربن فعال شکل استوانه ای با قطرهای 0.8 تا 130 میلی متر خارج می شوند. اینها عمدتا برای کاربردهای فاز گاز به دلیل افت فشار کم ، مقاومت مکانیکی بالا و محتوای گرد و غبار کم مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین به عنوان فیلتر CTO (کلر ، طعم ، بو) فروخته می شود.
کربن فعال مهره ای (BAC)
کربن فعال مهره ای (BAC) از گودال نفتی ساخته شده و در قطرهای تقریباً 0.35 تا 0.80 میلی متر عرضه می شود. مشابه EAC ، همچنین است به دلیل افت فشار کم ، استحکام مکانیکی بالا و محتوای گرد و غبار کم ، اما با اندازه دانه کوچکتر مورد توجه قرار گرفته است. شکل کروی آن باعث می شود که برای کاربردهای بستر سیال مانند فیلتراسیون آب ترجیح داده شود.
کربن آغشته
کربن های متخلخل حاوی چندین نوع اشباع معدنی مانند ید ، نقره ، کاتیون هایی مانند Al ، Mn ، Zn ، Fe ، Li ، Ca برای کاربردهای خاص در کنترل آلودگی هوا به ویژه در موزه ها و گالری ها آماده شده است. کربن فعال نقره ای به دلیل خواص ضد میکروبی و ضد عفونی کننده به عنوان جاذب برای تصفیه آب خانگی استفاده می شود. آب آشامیدنی را می توان با تصفیه آب طبیعی با مخلوطی از کربن فعال و Al (OH) 3 ، که عامل لخته شدن است ، از آب طبیعی بدست آورد. کربن های آغشته نیز برای جذب سولفید هیدروژن (H2S) و تیول ها استفاده می شود. میزان جذب H2S تا 50? وزنی گزارش شده است. [نیازمند منبع]
کربن با روکش پلیمری
این فرآیندی است که طی آن می توان یک کربن متخلخل را با پلیمر سازگار با زیست محیطی پوشاند تا یک لایه صاف و نفوذ پذیر بدون انسداد منافذ ایجاد کند. کربن حاصله برای هموپرفیوژن مفید است. هموپرفیوژن یک روش درمانی است که در آن حجم زیادی از خون بیمار بر روی یک ماده جاذب منتقل می شود تا مواد سمی از خون خارج شود.
پارچه کربن فعال بافته شده
کربن بافته شده
یک فناوری پردازش فیبر ابریشم فنی به پارچه کربن فعال برای فیلتر کربن وجود دارد. ظرفیت جذب پارچه فعال از مساحت زغال فعال (نظریه BET): 500-1500 متر مربع در گرم ، حجم منافذ: 0.3-0.8 سانتی متر مکعب در گرم) . با تشکر از اشکال مختلف مواد فعال شده ، می توان از آن در طیف وسیعی از برنامه ها (ابرخازنها ، [جذب کننده بو]] ، صنعت دفاع CBRN و غیره) استفاده کرد.
https://bismoot.com/blog/%da%a9%d8%b1%d8%a8%d9%86-%d8%a7%da%a9%d8%aa%db%8c%d9%88/
https://en.wikipedia.org/wiki/Activated_carbon