کربن فعال چیست؟
کربن فعال یا زغال چوب فعال ، عنصر متخلخلی است که ترکیبات عمدتاً آلی موجود در گازها یا مایعات را به دام می‌اندازد. این کار را به قدری مؤثر انجام می دهد که تبدیل به پرکاربردترین عامل تصفیه کننده ساخته شده توسط انسان شده است.
ترکیبات آلی از متابولیسم موجودات زنده به دست می‌آیند که ساختار اصلی آنها از زنجیره‌ای از اتم‌های کربن و هیدروژن تشکیل شده است. اینها شامل تمام مشتقات دنیای گیاهی و جانوری از جمله نفت و ترکیبات به دست آمده از آن می شود.
خاصیت یک جامد برای چسباندن یک مولکول در حال جریان به دیواره های خود را “جذب” می گویند. جامد را “جاذب” و مولکول را “جذب شونده” مینامند. پس از فیلتراسیون، که هدف آن جذب جامدات در یک سیال است، هیچ فرآیند خالص سازی با کاربردهای بیشتر از کربن فعال وجود ندارد.
کربن فعال برای چه مواردی استفده می شود؟
1. تصفیه آب
کربن آفت‌کش‌ها ، گریس‌ها ، روغن‌ها ، مواد شوینده ، محصولات جانبی ضدعفونی ، سموم ، ترکیبات رنگ‌ساز ، ترکیبات ناشی از تجزیه جلبک‌ها و گیاهان یا متابولیسم حیوانات را جذب می‌کند.
2. بو زدایی و تصفیه هوا
به عنوان مثال: در ماسک‌های کارتریجی ، سیستم‌های گردش هوا در فضاهای عمومی ، دریچه‌های تخلیه و تصفیه‌خانه‌های آب ، سالن های رنگ ، فضاهایی که حلال‌های آلی را ذخیره یا استفاده می‌کنند.
3. درمان افراد مبتلا به مسمومیت حاد
زغال چوب فعال “جهانی ترین پادزهر” در نظر گرفته می شود و در اورژانس ها و بیمارستان ها استفاده می شود.
4. تصفیه شکر
زغال چوب پروتئین هایی که به آب نیشکر رنگ می دهند را جذب می کند. هدف اساسی این فرآیند جلوگیری از تخمیر و فاسد شدن شکر است.
5. تغییر رنگ روغن های گیاهی (مانند نارگیل)
گلوکز ذرت و سایر مایعات در نظر گرفته شده برای غذا
6. تغییر رنگ و بوی بد نوشیدنی ها
7. بازیابی طلا
طلایی که با فرآیندهای شناورسازی از مواد معدنی جدا نمی شود ، در سیانید سدیم حل شده و روی کربن فعال جذب می شود.
کربن فعال چگونه کار می کند و چه مزایایی دارد؟
کربن فعال یک محیط جذب است ، وظیفه آن جذب مولکول های آلی در منافذ ریز آن است. این ماده توسط فرآیندهای حرارتی یا شیمیایی فعال می شود تا ظرفیت جذب خود را افزایش دهد (برای ایجاد منافذ بیشتر).
کربن فعال قابلیت جذب دارد بنابراین ، برخی افراد برای از بین بردن بوی بد ، زغال در یخچال می گذارند. وقتی زغال چوب را در یک سطل آب قرار می دهید همین اتفاق می افتد. رنگ ، طعم و بو را از بین می برد. یا در روستاها برای رفع مشکلات گوارشی (عفونت های خفیف ، سوء هاضمه ، نفخ و غیره) تورتیلا می سوزانند و می خورند. یک گرم زغال چوب حدود 50 متر مربع مساحت دارد. با فعال سازی ، به 600 تا 800 متر مربع می رسد ، یعنی 12 تا 16 برابر افزایش می یابد.
مواد اولیه ای که می توان از آنها کربن فعال به دست آورد چه چیزهایی هستند؟
هر ذره کربن را می توان فعال کرد (در تئوری) با این حال ، اگر کربن بسیار خاص باشد (مانند الماس یا گرافیت) ، حذف برخی اتم‌های کربن برای ایجاد منافذ ، دشوار است. یکی از روش های طبقه بندی زغال بر اساس درجه “کک شدن” یا آرایش اتم های کربن آنها است. هرچه نظم کمتری داشته باشد ، کربن سختی کمتری دارد و راحت‌تر می‌توان آن را فعال کرد.
زغال پوسته نارگیل و زغال چوب
مواد اولیه ای که معمولاً برای تولید کربن فعال استفاده می شود عبارتند از: چوب های نرم (مانند کاج) ، زغال سنگ معدنی (لیگنیت، قیر و آنتراسیت) و پوسته یا حفره سبزیجات (پوسته نارگیل ، هسته زیتون یا هلو ، پوست گردو). کربن‌های فعال ساخته شده از چوب‌های نرم ، منافذ با قطر بزرگ را تشکیل می‌دهند و برای رنگ‌زدایی مایعات مناسب تر هستند.
زغال معدنی
این نوع کربن ها از کربن های معدنی ساخته شده اند ، آنها دارای طیف وسیعی از منافذ هستند. این نوع از کربن برای جذب موادی که دارای اندازه های مولکولی مختلف هستند مناسب تر هستند. آن دسته از کربن هایی که سخت هستند، منافذ کوچکی را تشکیل می دهند و در تصفیه گازها یا در تصفیه آب چاه ها استفاده می شوند.