کربن فعال چیست ؟
کربن فعال برای تصفیه مایعات و گازها در کاربردهای مختلفی از جمله آب آشامیدنی شهری ، فرآوری مواد غذایی و آشامیدنی ، از بین بردن بو ، کنترل آلودگی صنعتی و فیلترهای استفاده در منزل استفاده می شود. آگاهی عمومی و نگرانی در مورد آب آشامیدنی سالم ، مصرف کنندگان را بر آن داشته است تا سیستم های کربن مورد استفاده را در خانه های خود نصب کنند و بیشتر از آب آشامیدنی آنها را تصفیه کنند. بسیاری از این فیلترهای تصفیه خانه خانگی از کربن فعال استفاده می کنند تا به طور قابل اعتماد ناخالصی های محلول و مواد ضدعفونی شده را از بین ببرند که می تواند باعث طعم آب شود. اما کربن فعال چیست و چگونه کار می کند؟
کربن فعال چیست؟
کربن فعال دارای سطح فوق العاده بزرگی در واحد حجم و شبکه ای از منافذ زیر میکروسکوپی است که در آن جا جذب می شود. کربن فعال ماده ای است که از مواد منبعی کربنی مانند زغال سنگ ، نارگیل ، آجیل ، ذغال سنگ نارس ، چوب ، و لیگنینیت تولید می شود. ماده اولیه اولیه که برای کربن فعال استفاده می شود هر ماده آلی با محتوای کربن بالا است. ماده محور کربن از طریق اصلاح فیزیکی و تجزیه حرارتی در یک کوره ، تحت یک جو و دمای کنترل شده ، به کربن فعال تبدیل می شود. محصول نهایی دارای مساحت بزرگ در واحد حجم و شبکه ای از منافذ زیر میکروسکوپی است که در آن جا جذب می شود.
خصوصیات کربن فعال چیست؟
یک محصول کربن فعال می تواند با فعالیت و خواص فیزیکی آن مشخص شود. خواص فعالیت شامل توزیع اندازه منافذ است که میزان منافذ موجود یک کربن را در سه منطقه با اندازه منافذ تعریف می کند: مناطق میکروپور ، مزوپور و ماکروپور:
منطقه میکروپور - کمتر از 100 آنگستروم
منطقه بین النهرین - بین 100 تا 1000 آنگستروم
منطقه ماکروپور - بیش از 1000 آنگستروم
خواص توزیع اندازه منافذ شاخص های اصلی عملکرد بالقوه کربن برای از بین بردن آلاینده ها (جاذب) از آب هستند. مولکولهای موجود در فاز گاز به طور کلی کوچکتر از نمونه های کاربردهای فاز مایع هستند. بنابراین ، یک کربن فاز گاز اکثر منافذ آن در ناحیه میکروپور متمرکز است.
طیف گسترده ای از اندازه منافذ باید وجود داشته باشد ، هم برای سهولت در حرکت جاذب ها از طریق منافذ کربن و هم برای جذب در اندازه های خاص مولکولی. کربنهای فاز مایع معمولاً دارای توزیع اندازه منافذ وسیع تری برای از بین بردن اجسام رنگی و مواد آلی بزرگتر هستند ، در حالی که مقداری ریزپاشی را برای از بین بردن طعم و ترکیبات بو حفظ می کنند.
خصوصیات بدنی شامل سطح ، چگالی محصول ، اندازه مش ، مقاومت در برابر سایش و محتوای خاکستر است.
کربن اندازه گیری شده معمولی شامل:
شماره ید - آزمایش استاندارد انجام شده برای تخمین مساحت کربن فعال شده با اندازه گیری جذب ید در مجموعه معین از شرایط آزمایش استاندارد ، گزارش شده در میلی گرم I2 در هر گرم کربن
مساحت سطح - مقدار سطح در دسترس برای جذب برای یک توده کربن معین ، با استفاده از روش هایی مانند جذب نیتروژن BET اندازه گیری می شود. گزارش شده در واحد M2 / g
چگالی محصول - چندین خاصیت در دسترس است ، از جمله چگالی ظاهری که چگالی کربن در حداکثر راندمان بسته بندی است ، که در گرم / سی سی یا پوند در لیتر گزارش شده است
Mesh Size - اندازه گیری دامنه ذرات محصول دانه ای ، معمولاً به عنوان طیف وسیعی از دهانه های غربال ، مانند 12 x 40 برای کربنی که از صفحه 12 مش عبور می دهد ، گزارش می شود اما در صفحه 40 مش با مشخصات در مورد آن حفظ می شود. که می تواند در صفحه باز بزرگتر یا با عبور از صفحه باز کوچکتر حفظ شود. مبنای اندازه سایشی ایالات متحده تعداد سایشی - اندازه گیری توانایی محصول کربن در برابر مقاومت در برابر ظاهر است. این خاصیت مهم به فرد اجازه می دهد تا درک کند که کربن فعال شده در برنامه هایی که نیاز به شستشوی پشتی لازم است ، کربن منتقل می شود یا سرعت درمان بالاتر از حد متوسط است
سطح خاکستر - اندازه گیری میزان عدم کربن کربن فعال شده. تمام مواد پایه دارای یک حوزه انتخابیه خاکستر خاص هستند که محتوای آن از مواد پایه تا مواد پایه متفاوت است. به عنوان مثال ، کربن پوسته نارگیل تمایل به داشتن فلزات قلیایی بیشتری دارد ، در حالی که کربن های مبتنی بر زغال سنگ فلزات سنگین تری دارند
کربن فعال چگونه کار می کند؟
جذب فیزیکی وسیله اصلی است که با استفاده از آن کربن فعال برای حذف آلاینده ها از جریان مایع یا بخار کار می کند. سطح بزرگ کربن به ازای هر واحد وزن باعث می شود تا آلاینده ها به محیط کربن فعال شده چسبیده باشند.
سطح داخلی بزرگ کربن دارای چندین نیروی جذاب است که برای جذب سایر مولکول ها کار می کنند. این نیروها به شکلی مشابه نیروی گرانشی آشکار می شوند. بنابراین ، آلاینده های موجود در آب به دلیل اختلاف اختلاف غلظت جاذب در محلول و در منافذ کربن به سطح کربن از محلول جذب می شوند (یا چسبیده می شوند).
جذب فیزیکی به این دلیل اتفاق می افتد که تمام مولکول ها نیروهای جذاب به خصوص مولکول ها را در سطح یک جامد (دیواره های منافذ کربن) اعمال می کنند و این مولکول های سطح به دنبال چسبندگی هستند
کربن فعال چیست ؟