• 09120697642
    تماس بگیرید
  • 021-28420163
    تلفن ثابت
  • info(at)mofidzeolite.com
    ایمیل
  • 09120697642
  • 021-28420163
  • info(at)mofidzeolite.com

کربن اکتیو (Activated Carbon)

کربن اکتیو (زغال فعال یا Activated Carbon) یک ماده جاذب با ساختاری متخلخل است که عمدتاً از کربن با حجم بالا تشکیل شده است. زمانی که زغال در دمای بالا و تحت فشار قرار می‌گیرد، کربن فعال به دست می‌آید. منابع تولید این ماده شامل مواد خام سلولزی (گیاهی)، مواد خام کربنی، و مواد خام پلیمری می‌باشد.


تگ ها:


کربن اکتیو (زغال فعال یا Activated Carbon) یک ماده جاذب با ساختاری متخلخل است که عمدتاً از کربن با حجم بالا تشکیل شده است. زمانی که زغال در دمای بالا و تحت فشار قرار می‌گیرد، کربن فعال به دست می‌آید. منابع تولید این ماده شامل مواد خام سلولزی (گیاهی)، مواد خام کربنی، و مواد خام پلیمری می‌باشد.

کربن اکتیو یا کربن فعال چیست؟

کربن اکتیو، پودری سیاه رنگ است که به عنوان کربن فعال نیز شناخته می‌شود. هنگامی که زغال در دمای بسیار بالا قرار می‌گیرد، ساختار داخلی آن تغییر کرده و باعث کاهش اندازه منافذ و افزایش سطح آن می‌شود. یکی از کاربردهای رایج کربن فعال، در تصفیه آب و هوا است. جالب است بدانید که کربن اکتیو در گذشته به عنوان یک پادزهر جهانی نیز مورد استفاده قرار می‌گرفته است.

Activated Carbon

با توجه به این که Activated Carbon از پیرولیز مواد کربنی شامل چوب، زغال سنگ، پوسته نارگیل یا پسته، هسته میوه‌ها یا پلیمرهای مصنوعی تولید می‌شود، به آن زغال فعال هم گفته می شود. این ماده جاذب کربنی بوده که بعد از گذراندن دو مرحله کربونیزاسیون و فعال‌سازی قابل استفاده می شود.

انواع کربن اکتیو

کربن اکتیو در انواع مختلفی تولید می‌شود که هر کدام برای کاربردهای خاصی مناسب هستند. در اینجا قصد داریم انواع کربن اکتیو بر اساس سایز دانه بندی آن ها را معرفی کنیم.

سایز ذرات زغال فعال عموما بر حسب میلی‌متر یا مش (Mesh) بیان می‌شود. در اندازه گیری بر اساس مش، عدد عنوان شده بیانگر تعداد حفرات موجود در یک غربال (Sieve) در یک اینچ است.

برای مثال کربن فعال با مش ۸×۳۰ بیانگر نوعی از کربن فعال است که در یک وزن مشخص از آن، حداقل ۹۳ درصد وزنی از ذرات کربن اکتیو بزرگتر از مش سایز ۳۰ (۰٫۶ میلی متر) و حداقل ۹۰ درصد وزنی از ذرات کربن اکتیو کوچکتر از سایز مش ۸ (۲٫۳۶ میلی متر) هستند. بر این اساس کربن اکتیو به سه دسته پودری، گرانول و میله‌ای تقسیم می‌شود.

کربن اکتیو گرانول (GAC - Granular Activated Carbon)

  • ذرات بزرگ‌تر و گرانولی شکل
  • دارای ذراتی به شکل نامنظم و ابعادی در حدود ۰٫۲ تا ۵ میلی متر
  • کربن فعال گرانول در کاربردهای مربوط به فاز مایع و فاز گاز استفاده می شود
  • در فیلترهای آب و هوا و تصفیه مواد شیمیایی استفاده می‌شود
  • دوام بیشتر و قابلیت بازتولید بالا

کربن اکتیو پودری  (PAC - Powdered Activated Carbon)

  • ذرات ریز و پودری شکل
  • دارای ذراتی کوچکتر از کربن فعال گرانول و ابعادی کمتر از سایز مش ۸۰ (۰٫۱۸ میلی متر)
  • مورد استفاده در کاربردهای مربوط به فاز مایع و نیز تصفیه گاز دودکش
  • عمدتاً دارای کاربرد در تصفیه آب، فاضلاب و صنایع غذایی
  • به راحتی در محلول‌ها پراکنده می‌شود
  • دارای سطح تماس بالا

کربن اکتیو میله‌ای (EAC - Extruded Activated Carbon)

  • به شکل سیلندرهای کوچک یا قرص‌های فشرده
  • ذرات کربن اکسترود شده به شکل استوانه‌ای
  • دارای ذراتی به قطر در حدود ۰٫۸ تا ۵ میلی متر
  • افت فشار کمتر، مقاومت مکانیکی بالاتر و خاکستر کمتر
  • به کارگیری از آن در کاربردهای مربوط به فاز گاز
  • استفاده در تصفیه هوا و کنترل بوها
  • مقاومت مکانیکی بالا و افت فشار کم در جریان‌های گازی

مشخصات Activated Carbon

حجم کل منافذ

۰/۸۸ گرم بر سانتیمتر مکعب

دانسیته

۵۱۰ کیلوگرم در متر مکعب

عدد متیلن بلو

۲۰۰ میلی گرم بر گرم

میزان خاکستر قابل حل در آب

۰.۲ درصد

عدد یدی

حداقل ۸۵۰ میلی گرم در گرم

میزان سختی

حداقل ۹۵ درصد

میزان ترشوندگی (قابلیت تر شدن)

حداقل ۹۵ درصد

میزان رطوبت

حداکثر ۵ درصد

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ویژگی های کربن فعال

کربن فعال دارای ویژگی‌ها و مشخصات منحصر به فردی است که آن را برای کاربردهای مختلف استفاده می‌کند. برخی از این ویژگی‌ها و مشخصات عبارتند از:

  • دارای سطح داخلی بسیار زیاد به دلیل وجود تعداد زیادی حفره و منافذ ریز.
  • معمولاً سطح ویژه بین 500 تا 1500 متر مربع بر گرم است.
  • شامل انواع مختلفی از منافذ (میکروپور، مزوپور و ماکروپور) که امکان جذب مولکول‌های با اندازه‌های مختلف را فراهم می‌کند.
  • میکروپورها (<2 نانومتر)، مزوپورها (2-50 نانومتر)، و ماکروپورها (>50 نانومتر).
  • قابلیت جذب گسترده‌ای از مواد شیمیایی، آلاینده‌ها، گازها، و بوها.
  • مناسب برای تصفیه آب، هوا، و جداسازی مواد شیمیایی.
  • دارای گروه‌های عاملی فعال بر روی سطح خود که می‌توانند واکنش‌های شیمیایی مختلفی را انجام دهند.
  • بهبود جذب و جداسازی مواد خاص.
  • مقاومت مکانیکی بالا در برابر شکست و خرد شدن.
  • مناسب برای استفاده در سیستم‌های با جریان بالا و محیط‌های صنعتی.
  • قابلیت استفاده مجدد پس از فرآیند بازتولید.
  • پایداری در برابر دما و فشارهای مختلف.
  • زیست‌سازگار و بی‌ضرر برای محیط زیست.
  • مناسب برای کاربردهای پزشکی و تصفیه آب‌های آشامیدنی.
  • قابلیت تولید از مواد خام مختلف مانند زغال سنگ، چوب، پوست نارگیل و مواد پلیمری.
  • امکان تنظیم ویژگی‌ها و ساختار کربن فعال بر اساس نیازهای خاص.

این ویژگی‌ها و مشخصات باعث شده‌اند که کربن فعال در بسیاری از صنایع و کاربردهای مختلف از جمله تصفیه آب، تصفیه هوا، پزشکی، صنایع غذایی، و صنایع شیمیایی به طور گسترده مورد استفاده قرار گیرد.

مزیت های کربن اکتیو

کربن اکتیو به عنوان یکی از پرکاربرد ترین مواد شیمیایی تصفیه آب دارای مزیت های زیر است:

  • خاصیت جذب سطحی بسیار بالا
  • مقرون به صرفه
  • حذف بو، رنگ، طعم، برخی فلزات سنگین و کلر آب
  • محافظت از فیلترهای دیگر سیستم مانند فیلتر ممبران
  • کاهش هزینه های نگهداری سیستم ناشی از حذف ناکامل برخی از آلاینده ها

مضرات کربن اکتیو

به طور کلی کربن اکتیو در فرایند تصفیه آب اگر به میزان لازم و مشخص استفاده شود مضراتی ندارد، اما برخی از مهم ترین مضرات آن مربوط به موارد زیر می شوند:

1- مضرات کربن فعال برای افراد مبتلا به بیماری نادر ارثی پوفیری واریگات: افراد مبتلا به این بیماری در صورت استفاده از کربن فعال روی پوست، روده و سیستم عصبی شان دچار تاثیرات بدی می شوند.

2- مضرات کربن فعال در دوران بارداری و شیردهی: کربن فعال در این دوران می تواند باعث اختلال در جذب ویتامین ها و مکمل های معدنی شود و ایجاد یبوست، حالت تهوع، استفراغ و مدفوع سیاه می کند.

3- خطرات کربن فعال برای افزاد مبتلا به انسداد روده: در صورت انسداد روده و دستگاه گوارش، نباید از کربن فعال استفاده شود. مواد موجود در روده توسط کربن فعال جذب می شود و استفاده همزمان آن با داروها نیز می تواند اثر بخشی آن را در بدن کاهش دهد.

کاربرد کربن فعال

شبکه‌ای حفره‌ای در ساختار شبکه‌ای زغال فعال با مکانیزمی مانند جذب سطحی که امکان از بین بردن ناخالصی‌ها را از مواد گازی و مایع دارد. این ماده به عنوان از بین برنده رنگ، بو و طعم، به‌سازی رنگ و طعم در نوشیدنی‌ها و آب میوه‌ها, تصفیه فاضلاب, تصفیه کننده‌های صنعتی, تصفیه کننده‌های هوا شناخته می‌شود. همچنین از زغال فعال در تهیه خمیردندان، برای پاکسازی دندان و پوست و تولید انواع ماسک زغال (ذغال) استفاده می‌شود. سایر کاربرد های این ماده عبارت است از:

تصفیه آب و فاضلاب

حذف مواد آلی، کلر، بو، رنگ و طعم نامطلوب از آب آشامیدنی.

استفاده در تصفیه فاضلاب برای حذف مواد شیمیایی مضر و آلاینده‌ها.

تصفیه هوا

استفاده در فیلترهای هوا برای جذب گازهای مضر، بوها و مواد آلاینده.

کاربرد در سیستم‌های تهویه مطبوع، ماسک‌های تنفسی و دستگاه‌های تصفیه هوا.

صنعت پزشکی

استفاده در درمان مسمومیت‌ها و اوردوزها به عنوان جاذب سموم در دستگاه گوارش.

کاربرد در تولید ماسک‌های جراحی و تجهیزات پزشکی برای جذب گازهای مضر.

صنایع غذایی و نوشیدنی

استفاده در تصفیه شکر، روغن‌های خوراکی و نوشیدنی‌ها.

حذف رنگ و بوهای ناخواسته از مواد غذایی.

صنایع شیمیایی

استفاده در فرآیندهای کاتالیزوری به عنوان حامل کاتالیست‌ها.

بازیافت و تصفیه حلال‌ها و مواد شیمیایی.

صنایع داروسازی

خالص‌سازی مواد دارویی و مواد اولیه.

حذف ناخالصی‌ها و مواد رنگی از محصولات دارویی.

صنایع نفت و گاز (پتروشیمی)

تصفیه گازهای صنعتی و حذف سولفید هیدروژن و سایر گازهای مضر.

استفاده در پالایش نفت و فرآیندهای پتروشیمی.

محافظت زیستی و نظامی

استفاده در ماسک‌ها و لباس‌های حفاظتی برای جذب گازهای سمی و مواد شیمیایی خطرناک.

کاربرد در تجهیزات حفاظت شخصی برای جلوگیری از تماس با مواد مضر.

محیط ‌زیست

تصفیه خاک‌های آلوده و حذف مواد شیمیایی از محیط‌زیست.

استفاده در پاکسازی نشت‌های نفتی و سایر آلودگی‌های زیست‌محیطی.

صنایع معدنی

استفاده در فرآوری فلزات گران‌بها مانند طلا و نقره برای جذب مواد ارزشمند از محلول‌ها.

این کاربردها نشان‌دهنده تنوع و اهمیت کربن اکتیو در صنایع مختلف و نقش حیاتی آن در بهبود کیفیت زندگی و حفظ محیط زیست است.

و همچنین در صنعت کشاورزی و صنایع آرایشی و بهداشتی کاربرد دارد.

روش های تولید کربن فعال

تولید کربن فعال شامل مراحل خاصی است که در نهایت به ایجاد ساختاری متخلخل و سطح بسیار بالا منجر می‌شود. دو روش اصلی برای تولید کربن فعال وجود دارد:

روش فیزیکی (فعال‌سازی حرارتی):

کربونیزاسیون: در این مرحله، ماده اولیه (مانند زغال سنگ، پوست نارگیل، چوب یا مواد آلی دیگر) در غیاب هوا و در دماهای بین 600 تا 900 درجه سانتی‌گراد حرارت داده می‌شود تا مواد فرار آن حذف شود و زغال خام تشکیل شود.

فعال‌سازی: زغال خام حاصل از مرحله کربونیزاسیون در حضور بخار آب یا دی‌اکسید کربن و در دماهای بین 800 تا 1100 درجه سانتی‌گراد حرارت داده می‌شود. این فرایند باعث ایجاد حفره‌های ریز و افزایش سطح جذب در ساختار زغال می‌شود.

روش شیمیایی:

آغشته‌سازی: ماده اولیه (مانند چوب یا مواد سلولزی دیگر) با یک عامل شیمیایی مانند اسید فسفریک، کلرید روی یا هیدروکسید پتاسیم آغشته می‌شود. این مواد شیمیایی به عنوان کاتالیست عمل می‌کنند و در فعال‌سازی ماده اولیه کمک می‌کنند.

کربونیزاسیون: ماده آغشته‌شده در دماهای پایین‌تر (حدود 450 تا 900 درجه سانتی‌گراد) و در حضور هوا یا گازهای خنثی مانند نیتروژن حرارت داده می‌شود. این فرایند باعث ایجاد ساختار متخلخل و فعال شدن کربن می‌شود.

مراحل کلی تولید کربن فعال:

انتخاب ماده اولیه: مواد اولیه می‌توانند شامل زغال سنگ، چوب، پوست نارگیل، پوست گردو، مواد سلولزی و مواد پلیمری باشند.

آماده‌سازی ماده اولیه: مواد اولیه خرد شده و به اندازه‌های مناسب برای فرآیندهای بعدی آماده می‌شوند.

فرآیند کربونیزاسیون: ماده اولیه در دمای بالا و در غیاب هوا حرارت داده می‌شود تا مواد فرار و ناپایدار آن حذف شود.

فرآیند فعال‌سازی: زغال حاصل از کربونیزاسیون در حضور عوامل فیزیکی (بخار آب یا دی‌اکسید کربن) یا عوامل شیمیایی (اسید فسفریک، کلرید روی) فعال می‌شود تا ساختار متخلخل و سطح جذب بالایی به دست آید.

شستشو و خشک کردن: کربن فعال حاصل شسته می‌شود تا مواد شیمیایی باقی‌مانده حذف شوند و سپس خشک می‌شود.

غربال‌گری و بسته‌بندی: کربن فعال به اندازه‌های مختلف دانه‌بندی می‌شود و در بسته‌بندی‌های مناسب برای مصرف آماده می‌شود.

مزایا و معایب روش‌های تولید:

روش فیزیکی:

مزایا: ساده‌تر و ارزان‌تر از روش شیمیایی، تولید کربن با خلوص بالا.

معایب: نیاز به دمای بالاتر، زمان بیشتر برای فرآیند فعال‌سازی.

روش شیمیایی:

مزایا: دمای پایین‌تر، زمان کمتر برای فرآیند فعال‌سازی، تولید کربن با سطح جذب بسیار بالا.

معایب: نیاز به مواد شیمیایی گران‌تر، نیاز به شستشو و خنثی‌سازی مواد شیمیایی باق

نکات ایمنی MSDS کربن اکتیو

هنگام کار با این محصول حتما از دستکش، لباس مناسب و ماسک استفاده کنید.

در صورت آلوده شدن لباس و کفش آن را سریعا عوض کنید.

در صورت تماس با پوست، چشم یا هر نقطه ای از بدن، محل آسیب دیده را با آب بشویید و به پزشک مراجعه کنید.

از بلع و اسنتشاق این مواد شیمیایی خودداری کنید.

بسته بندی و نگهداری

کربن اکتیو را در مکانی دور از رطوبت، باران و نور خورشید نگه دارید و مکان مورد نظر دارای تهویه مناسب باشد.

هنگام حمل از محکم بودن درب ظروف اطمینان حاصل نمایید.

با در نظر گرفتن نکات بالا می توانید خطرات جانبی این ماده را کاهش دهید.

کربن اکتیو در بسته بندی های 25 کیلوگرمی به بازار عرضه می شود.