کربن اکتیو

کربن اکتیو

1- مقدمه

کربن فعال که زغال فعال نیز نامیده می شود، نوعی کربن است که دارای حفرات کوچک کم حجم می باشد. دارا بودن سطح زیاد و حجم کم، سطح کربن فعال را برای جذب یا واکنش های شیمیایی افزایش می دهد. این ماده به علت بالا بودن درجه ریزی، تخلخل بالایی دارد. یک گرم کربن فعال می تواند مساحتی بیش از 500 متر مربع داشته باشد که رسیدن به 3000 متر مربع به راحتی قابل دستیابی است. این مساحت توسط جذب گاز تعیین می شود این گاز می تواند انواع اکسیدهای نیتروژن و یا خود نیتروژن باشد. در زیر یک میکروسکوپ الکترونی، ساختارهای سطح بالای کربن فعال آشکار می شوند. ذرات منفرد به شدت در هم پیچیده هستند و انواع مختلفی از تخلخل را نشان می دهند. در مناطق زیادی می توان سطوح مسطح مواد گرافیت مانند را پیدا کرد که به شکل موازی با یکدیگر قرار گرفته اند. فاصله این سطوح تنها چند نانومتر و یا کمی بیشتر است. کربن فعال معمولا از زغال چوب به دست می آید. هنگامی که این ماده از زغال سنگ مشتق می شود به آن زغال سنگ فعال می گویند. کک فعال از کک به دست می آید. با توجه به پیچیدگی کربن‌ های فعال معمولا آنها را دسته بندی نمی کنند. با این حال، برخی از طبقه بندی های گسترده برای اهداف عمومی بر اساس اندازه، روش های آماده سازی و کاربردهای صنعتی آنها تهیه شده است. آئروژل های کربنی که امروزه بسیار کاربرد پیدا کرده اند به علت مساحت بالاتری که دارند، گران هستند و در کاربردهای خاص مورد استفاده قرار می گیرند.

2-تاریخچه

اولین استفاده مستند از کربن فعال به 3750 سال قبل از میلاد بر می گردد، زمانی که مصریان برای اولین بار از آن برای ذوب سنگ معدن و تولید برنز استفاده کردند. تا سال 1500 قبل از میلاد نیز از آن برای بیماری های روده، جذب بوهای نامطبوع و برای نوشتن بر روی سطوح مختلف استفاده می کردند. در سال 400 قبل از میلاد هندوهای باستان و فنیقی ها خواص ضد عفونی کننده کربن فعال را کشف کردند و شروع به استفاده از آن برای تصفیه آب خود نمودند. یک روش شناخته شده برای هر سفر دریایی طولانی، ذخیره آب در بشکه هایی بود که توسط ذغال محافظت شده بودند. در سال 50 پس از میلاد، بقراط و پلینی در استفاده از کربن فعال در پزشکی پیشرو بودند و از آن را برای درمان بسیاری از بیماری‌ های مختلف مانند صرع، کلروز و سرگیجه استفاده کردند. پس از سرکوب علوم در قرون تاریکی، زغال چوب در دهه های 1700 و 1800 در استفاده از درمان های پزشکی دوباره ظهور کرد (هم به دلیل خاصیت جذب مایع و گازها و هم به دلیل خاصیت ضد عفونی کننده آن).

خرید کائولن با قیمت تضمینی و کیفیت بالا در فروشگاه اشیم

3- کاربردهای کربن اکتیو

کربن اکتیو یا کربن فعال به دلیل سطح ویژه بالا، تخلخل زیاد، و توانایی جذب ترکیبات مختلف، در بسیاری از صنایع و کاربردهای مختلف به کار می‌رود. در اینجا به برخی از مهم‌ترین کاربردهای کربن اکتیو اشاره می‌کنیم:

1-3- تصفیه آب

کربن اکتیو به طور گسترده در تصفیه آب برای حذف مواد آلی، کلر، طعم، بو، و رنگ‌های نامطلوب استفاده می‌شود. این ماده می‌تواند مواد شیمیایی مضر مانند بنزن، تری‌هالومتان‌ها (THM) و ترکیبات آلی فرار (VOC) را از آب حذف کند. همچنین این ماده در فیلترهای آب خانگی و صنعتی برای تولید آب آشامیدنی تمیز و بدون بو استفاده می‌شود.

2-3- تصفیه هوا

این محصول در سیستم‌ های تصفیه هوا برای حذف گازهای مضر، ترکیبات آلی فرار، و بوهای ناخوشایند به کار می‌رود. این ماده در فیلترهای هوای خانگی و صنعتی استفاده می‌شود. در صنایع، کربن اکتیو برای جذب و حذف آلاینده‌ها و گازهای سمی از جریان‌های گازی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

3-3- صنایع غذایی و نوشیدنی

کربن اکتیو در صنایع غذایی و نوشیدنی برای رنگ‌زدایی از محصولات مانند شکر، شربت‌ها، و نوشیدنی‌های الکلی استفاده می‌ شود. این ماده در تصفیه و پالایش روغن‌های خوراکی برای حذف ناخالصی‌ها و رنگ‌های نامطلوب کاربرد دارد.

4-3- صنایع داروسازی

این ماده کربنی به عنوان حامل در فرمولاسیون داروها برای بهبود جذب داروها و افزایش سطح تماس آنها با بدن استفاده می‌شود و در فرایندهای تولید دارو برای خالص‌سازی و حذف ناخالصی‌ها از مواد دارویی به کار می‌ رود.

5-3- صنعت معدن و متالورژی

کربن اکتیو در فرآیند سیانیداسیون برای جذب و جداسازی طلا از محلول‌های سیانیدی استفاده می‌شود. این فرآیند به "کربن در خمیره" (CIP) و "کربن در ستون" (CIL) معروف است. علاوه بر آن این ماده برای حذف ناخالصی‌ها و فلزات سنگین از محلول‌های فلزی در فرآیندهای متالورژی استفاده می‌شود.

6-3- پزشکی

کربن اکتیو در درمان مسمومیت‌های حاد و اورژانسی برای جذب سموم و مواد سمی در دستگاه گوارش مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده می‌تواند سموم را جذب کرده و مانع از جذب آنها به جریان خون شود. در برخی از پانسمان‌ ها از این ماده برای جذب بو و عفونت‌های باکتریایی استفاده می‌شود.

7-3- صنایع شیمیایی

کربن اکتیو به عنوان یک حامل برای کاتالیزورهای دیگر در واکنش‌ های شیمیایی به عنوان مثال، در فرآیندهای هیدروژن‌دار کردن و اکسیداسیون استفاده می‌شود.  این ماده در جداسازی و بازیابی ترکیبات شیمیایی خاص از مخلوط‌های پیچیده کاربرد دارد.

8-3- صنعت نفت و گاز

کربن اکتیو در پالایشگاه‌های نفت و گاز برای حذف آلاینده‌ها و گازهای سمی مانند سولفید هیدروژن از جریان‌های گازی استفاده می‌شود. در سیستم‌های بازیابی بخارات بنزین از کربن اکتیو برای جذب و جداسازی بخارات هیدروکربنی استفاده می‌شود.

4- واکنش‌ های شیمیایی

بعد از به دست آمدن زغال از منابع مختلف مانند کک, چوب و غیره بایستی با روش های مختلف که عمدتا شیمیایی هستند آن را فعال نمود. در زیر تعدادی از واکنش های مربوط به فعال سازی شیمیایی کربن به وسیله فلزات قلیایی آمده است:

5- روش تولید

کربن فعال را در واقع از موادی که منشا کربنی دارند به دست می آورند. بامبو، پوسته نارگیل، ذغال سنگ نارس بید، چوب، زغال سنگ نمونه هایی از منابع برای تولید کربن فعال هستند. این ترکیب را می توان با یکی از فرایند های زیر تولید کرد:

1-5- فعال سازی فیزیکی

در این روش ماده منبع با استفاده از گازهای داغ (بدون اکسیژن) به کربن فعال تبدیل می شود. سپس هوای اکسیژن دار وارد می شود تا گازها را بسوزاند و کربن فعال ایجاد می کند. این مرحله به طور کلی با استفاده از یک یا چند مورد از فرآیندهای زیر انجام می شود:

1-1-5- کربنیزاسیون

مواد با محتوای کربن در دمای 600 تا 900 درجه سانتی ‌گراد، معمولاً در اتمسفر گازهای بی اثری مانند آرگون یا نیتروژن، پیرولیز می ‌شوند.

2-1-5- فعال سازی/اکسیداسیون

مواد خام یا مواد کربنیزه در دمای بالاتر از 250 درجه سانتی گراد، معمولاً در محدوده دمایی 600 تا 1200 درجه سانتی گراد، در معرض اتمسفرهای اکسید کننده (اکسیژن یا بخار) قرار می گیرند.

عرضه اسید سولفوریک با کیفیت با مناسب ترین قیمت و خلوص بالا در فروشگاه آنلاین اشیم

2-5- فعال سازی شیمیایی

 در این روش مواد کربنی به مواد شیمیایی خاصی آغشته می شوند. این ماده شیمیایی معمولاً یک اسید، باز قوی یا یک نمک است (اسید فسفریک 25٪، هیدروکسید پتاسیم 5٪، سدیم هیدروکسید 5٪، کلرید کلسیم 25٪ و کلرید روی 25٪). سپس کربن در معرض دمای بالا (250-600 درجه سانتیگراد) قرار می گیرد. اعتقاد بر این است که دما در این مرحله، مواد کربنی را با وادار کردن به باز شدن و داشتن منافذ میکروسکوپی بیشتر فعال می کند. 
فعال سازی شیمیایی در دماهای پایین تر اتفاق می افتد، کیفت محصول نهایی بهتر است و زمان کمتری برای فعال کردن مواد نیاز دارد. موارد ذکر شده باعث می شود فعال سازی شیمیایی به فیزیکی ترجیح داده شود.

تصویر میکروسکوپ الکترونی از سطح کربن اکتیو یا فعال

6- تحقیقات جدید

به تازگی گزارشی از مقایسه کربن فعال بازیافت شده از تایر ها و کربن فعال تجاری در حذف فلزات سنگین منتشر شده است. در نتایج تحقیق، کربن فعال بازیافت شده پتانسیل بالایی برای جذب یون فلزات سنگین مانند سرب، مس و زینک نشان داده است که به طور قابل توجهی از مقدار مربوط کربن فعال تجاری بیشتر بود.

7- نگهداری

این ماده بایستی در مکانی خشک، دارای تهویه مناسب و در دمای 15 تا 25 درجه سانتی گراد نگه داری شود.

خرید اسید بنزوئیک با بالاترین کیفیت در فروشگاه مواد شیمیایی اشیم با قیمت تضمینی

8- ایمنی

استنشاق گرد و غبار ممکن است باعث تحریک سیستم تنفسی شود. استفاده نادرست پزشکی، برای مثل استنشاق و فرو بردن در ریه ها منجر به آسپیراسیون ریوی می شود، که گاهی اوقات در صورت عدم شروع درمان فوری می تواند کشنده باشد. تماس مکرر یا طولانی مدت کربن فعال با پوست ممکن است باعث تحریک پوست شود.

9- خرید کربن اکتیو به صورت عمده و یا خرد در فروشگاه مواد شیمیایی اشیم

فروشگاه مواد شیمیایی اشیم با بیش از 30 سال سابقه فعالیت در زمینه تولید، واردات و صادرات مواد شیمیایی، همواره بر آن بوده است تا مرغوب ترین مواد شیمیایی را با مناسب ترین قیمت در اختیار خریداران گرامی قرار دهد. همچنین افزایش تنوع محصولات نیز یکی دیگر از مواردی بوده است که فروشگاه آنلاین اشیم همواره بر آن تاکید داشته است. کربن اکتیو، یکی از محصولات این مجموعه می باشد که با بالاترین درجه کیفیت به صورت عمده و یا خرد در این فروشگاه عرضه می گردد. جهت خرید کربن اکتیو علاوه بر امکان ثبت سفارش در سایت فروشگاه، امکان خرید از طریق شبکه های اجتماعی اشیم نیز موجود می باشد. همچنین امکان مشاوره خرید و ارتباط با تیم فروش اشیم نیز از طریق شماره های درج شده در سایت امکان پذیر می باشد.