کربن فعال
کربن فعال چیست؟ | خرید کربن فعالReviewed by 02177641136 on Oct 2Rating: 5.0

کربن فعال یا زغال اکتیو ،بسیار متخلل است و به عنوان جاذب در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده در تصفیه ی آب و پساب ها، تصفیه ی گاز و… کاربرد های فراوانی دارد. همچنین در صنایع غذایی گرید خوراکی این محصول به صورت E153 برای بهبود خواص قند هایی مانند فروکتوز ، لاکتوز و… مورد استفاده قرار می گیرد. شما می توانید جهت اطلاع از قیمت ها و همچنین خرید و فروش کربن فعال و چگونگی ثبت سفارش با مشاوران ما در موسسه مبتکران شیمی در ارتباط باشید.

فروش کربن فعال :

در حال حاضر موسسه ی مبتکران شیمی به عنوان یکی از تامین کنندگان محصولات شیمیایی کشور، طیف گسترده ای از مواد شیمیایی آزمایشگاهی و صنعتی را از برندهای معتبر در اختیار تولید کنندگان قرار می دهد. برای کسب اطلاعات بیشتر می توانید با همکاران ما در ارتباط باشید.

خرید کربن فعال :

جهت اطلاع از نحوه ی فروش این محصول و ثبت سفارش شما می توانید با همکاران ما در واحد فروش موسسه مبتکران شیمی در ارتباط باشید.

 تلفن تماس:

021-77657131

021-77641136

021-77649244

021-77641217

.

کشور تولید کننده: چین

خرید مواد شیمیایی بسته بندی: کیسه های 20 کیلویی

خرید مواد شیمیایی درصد خلوص : 99.9%

(این محصول در گرید های خوراکی و غیر خوراکی موجود می باشد)

قیمت کربن فعال :

 برای آگاهی از قیمت با کارشناسان فروش ما در تلگرام mbkchemical@ و واتس اپ در ارتباط باشید:
     
09198991006

           09198991007
           09198991008

ارتباط با مسئول فنی: با تلگرام mbkchem@ درارتباط باشید. 

برگه آنالیز نمونه محصول

.برگه آنالیز کربن فعال

……..

کربن فعال چیست  ؟

از دیدگاه ساختاری، مواد کربنی درکل خانواده ای ازکربن ها را تشکیل می دهند.

این در حالی است که هر کدام از آنها خواص خاص خود را دارد.

Activated carbon بخش اصلی و بزرگ این خانواده را به خود اختصاص داده است.

این ماده یک بستر کربناته با تخلخل بالا است که ساختار پیچیده ای از اتم های کربن دارد.

شبکه تخلخل ها کانال هایی هستند که در بین لایه های کربن کشیده شده اند و با یکدیگر توسط پیوند های شیمیایی متصل شده اند. این ماده از چوب، پوسته نارگیل ، زغال سنگ ، زغال بیتومینه ، زغال قهوه ای و بسیاری دیگر از منابع کربن دار به دست می آید.

فعال سازی شیمیایی و یا مکانیسم فعال سازی با بخار با دمای بالا برای تولید کربن اکتیو از مواد اولیه خام به کار گرفته می شود. این ساختار متخلخل به جذب گاز یا مایع از سایر محیط ها کمک می کند. مکانیسم جذب مهم ترین مکانیسم عملکرد این ماده است.

تولید 

تولید این محصول شامل حرارت دادن مواد خامی مانند چوب، زغال سنگ نارس، خاک اره، پوسته های نارگیل و… است.

به طور کلی فرایند تولید این ترکیب را می توان به دو دسته ی کربونیزاسیون و فعال سازی طبقه بندی نمود.

کربونیزاسیون:

در طی کربونیزاسیون مواد خام در یک محیط بی اثر و در دمای زیر 800 درجه ی سانتی گراد شروع به تجزیه شدن می کنند. در نهایت از طریق گاز زدایی ، عناصری مانند اکسیژن ، هیدروژن ، ازت و گوگرد از ماده ی اولیه خارج می شوند.

فعال سازی:

در این مرحله مواد کربونیزه شده باید فعال گردند. این کار از طریق اکسیداسیون زغال های حاصله در مرحله ی پیشین در دمای 800 الی 900 درجه ی سانتی گراد با حضور هوا ، دی اکسید کربن یا بخار انجام می شود.

کاربرد های کربن و انواع آن

در جدول زیر به صورت مختصر به انواع کربن و کاربرد های آن پرداخته شده است:

غربال های مولکولی، آئروژل، کرایوژل و زیروژلکربن فعال
کامپوزیت فیبر carbon/رزینفیبر carbon
کامپوزیت فیبر carbon/carbonفولرن
کامپوزیت های فلزی و سرامیکی carbonگرافیت/اکسید نسوز
میکرو بستر های مزو کربنیاندام مصنوعی
فیلم های carboncarbon های الاستیک
فیلم های الماسباتری های کربن/لیتیوم

شبکه های منافذ در Activated carbon کانال هایی هستند که در یک اسکلت محکم و سخت از لایه های نا منظم از اتم های کربن تشکیل شده اند که به وسیله پیوند شیمیایی به یکدیگر متصل شده اند .

کربن اکتیو از پوسته نارگیل ،زغال سنگ ،چوب سخت و نرم تهیه می شود . در تولید محصول فوق از فعال سازی شیمیایی یا مکانیزم فعال سازی بخار با دمای بالا استفاده میشود. شبکه منافذ در ساختار مشبک زغال اکتیو باعث حذف ناخالصی ها از سیالات  گاز و مایع از طریق مکانیسم جذب می شود.

مکانیزم جذب 

به عمل  اتصال یا چسبندگی اتم ها، یون ها و مولکول ها از یک محیط گاز ،مایع یا محلول بر روی یک سطح جاذب مثل کربن فعال (اکتیو) می گویند. در واقع جذب اتصال اتم ها و یا یون ها از محیط مایع یا گاز روی سطح جاذب می باشد.

این نوع از اتصال می تواند فیزیکی یا شیمیایی باشد. جذب در خلل و فرجی اتفاق می افتد که اندازه بزرگتری نسبت به مولکول جذب شونده داشته باشند.

ذرات درون حفره های موجود در ساختار کربن توسط نیروهای بین مولکولی واندروالس متصل می شوند. عموما 1 متر مکعب از این ماده با 3/0 متر مکعب تخلخل داخلی می تواند 30 متر مکعب یا بیشتر از ذرات درون گاز را جذب کند.

تخلخل Activated carbon سطح وسیع و گسترده ای برای عمل جذب فراهم می کند.جذب در منافذی که کمی بزرگتر از مولکول هایی که قرار است جذب شود اتفاق می افتد به همین دلیل بسیار مهم است مولکول هایی را که می خواهید جذب شوند با اندازه منافذ Activated carbon همخوانی داشته باشند و اندازه ذرات کوچکتر از اندازه منافذ سطح کربن فعال (اکتیو) باشد.

این مولکولها در ساختار منافذ داخلی کربن به وسیله نیروی واندروالسی و یا پیوند های جاذبه  دیگر به دام افتاده و روی سطح جامد تجمع پیدا می کنند. به طور کلی 1 متر مکعب کربن فعال (اکتیو) با 0.3 مترمکعب منافذ داخلی می تواند 30 متر مکعب یا بیشتر گاز را جذب کند حتی اگر غلظت پایینی داشته باشد. از این ویژگی زغال اکتیو در تصفیه آب یا هوا استفاده فراوان می شود.

مکانیزم جذب کربن فعال

عوامل موثر بر جذب

  • چگالی ظاهری:

این چگالی بر جذب بر واحد وزن تاثیر ندارد اما می تواند بر روی جذب بر واحد حجم تاثیر مستقیمی داشته باشد.

  • رطوبت:

به طور کلی رطوبت موجود در کربن فعال باید 3 تا 6 درصد باشد.

  • pH:

پی اچ محلول باید در هنگام اضافه شدن کربن فعال همواره مورد اندازه گیری قرار بگید.

  • اندازه ی ذرات:

اندازه ذرات تأثیر مستقیمی بر سینتیک جذب ، خصوصیات جریان و فیلترپذیری کربن فعال دارد.

انوع جذب سطحی :

جذب سطحی در دو نوع فیزیکی و شیمیایی وجود دارد:

  • جذب  سطحی فیزیکی :

در این فرایند ذرات جذب شونده با نیروی ضعیف واندوالسی یا لاندن روی سطح منافذ نگه داشته می شوند.

  • جذب سطحی شیمیایی:

در این نوع از جذب پیوند قوی بین ذرات جاذب در دیواره منافذ کربن اکتیو و جذب شونده ایجاد می شود.

ویژگی ها :

مساحت سطح : به طور کلی هرچه سطح داخلی منافذ بیشتر باشد تاثیر جذب کربن هم بیشتر می شود. سطح Activated carbon قابل توجه است (m2/g 500 تا 1500  یا حتی بیشتر می باشد) . سطح یک قاشق از این ترکیب با سطح زمین فوتبال برابری می کند. این سطح وسیع در فرآیند فعال سازی ایجاد می شود.

شایع ترین فرایند فعال سازی ،فعال سازی با بخار است. در فعال سازی شیمیایی فسفریک اسید برای ساختن چنین سیستم متخلخلی در دمای پایین استفاده می شود.
مجموع  حجم منافذ: در واقع به تمام فضاهای خالی داخل یک ذره از carbon اشاره دارد.این  فاکتور به صورت (ml/g) بیان می شود.حجم در ارتباط با وزن. به طور کلی هرچه حجم منافذ بیشتر باشد اثرپذیری آن هم بیشتر است.

به هر حال اگر اندازه مولکول هایی که جذب می شوند با اندازه منافذ هم خوانی نداشته باشد در این صورت بعضی از منافذ مورد استفاده قرار نمیگیرد.

هر نوع از carbon ها اندازه ذرات منحصر به فردی دارند.اندازه ذرات با عنوان micro pores ( کوچک)، mesopores  ( متوسط) ،و  macro pores ( بزرگ) عنوان می شوند .کربن هایی که برای جذب بسیاری از انواع مولکول های گاز استفاده می شود از نوع میکرو (micro pores) هستند.بهترین کربنی که برای دکلره کردن استفاده می شود باید یک از نوع مزو (mesopores) استفاده می شود 

micro pores r< 1 nm
mesopores r 1-25 nm
macropores r > 25 nm 

تفاوت بین انواع کربن های فعال:

کربن اکتیو در سه شکل متفاوت پودری ،گرانول،و قالبی وجود دارد فرم و هر شکل در اندازه های مختلف موجود است. براساس در نیاز و کاربرد شکل واندازه خاص استفاده می شود.

گرانول ( گرانوله ) ( GAC):

GAC ذراتی با اشکال نامنظم هستند که توسط عمل آسیاب کردن غربالگری تشکیل می شود. اندازه های  این ذرات در رنج 0.2 تا 5 میلی متر می باشد.انها دارای مزایای سخت تر شدن و با دوام تر نسبت به کربن های پودری می باشد. این نوع از کربن می تواند دوباره فعال شود ومورد استفاده قرار گیرد.این ماده در دو فاز مایع و گاز و در سیستم های ثابت و متحرک می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

در فاز مایع ،کربن فعال گرانول در ستون ها و برج هایی که از طریق آن مایعات جریان می یابند بسته بندی می شوند. ترکیب فوق در جایی که یک محصول واحد برای تصفیه یا تولید به طور مداوم در مقادیر زیادی وجود دارد مورد استفاده قرار می گیرد. علاوه بر این کربن های اکتیو گرانول تقریبا همیشه بازسازی شده و استفاده مجدد می شود.

پودری (PAC)

رنج اندازه ذرات کربن فعال پودری از 5 تا 150 آنگستروم متفاوت است.

مزایای این ترکیب پودری هزینه پردازش کمتر و انعطاف پذیری آنها در آنها در عملیات می باشد.

مقدار و دوز مصرفی این ترکیب پودری بستگی به شرایط فرایند می تواند.

گرید پودری به طور عمده برای جذب در فاز مایع استفاده می شوند.

این ماده به مایع اضافه می شود و با مایع مخلوط شده پس از جذب و ته نشینی توسط فیلتراسیون حذف می شود.

این گرید به طور کلی در فرایند های بسته استفاده می شود.

Activated carbon  به صورت پودری به راحتی ازسیستم حذف می شود.

قالبی (استوانه ای) ( Extruded carbon):

این نوع از کربن به صورت گلوله های استوانه ای با قطر بین 1 تا 5 میلی متر است.

در فرآیند اکستروژن ،همراه با مواد اولیه مورد استفاده،مطمئنا محصول نهایی.سخت، و برای برای استفاده های سنگین مناسب می باشد.

این نوع از کربن افت فشار سیستم را پایین می آورد که مورد استفاده از فاز گاز است.

چه ترکیباتی به وسیله ی آن جذب می شوند؟

تمام ترکیبات به نسبه جذب می شوند. ولی استفاده ی عمده ی این ماده معمولا برای جذب مواد آلی و یا مواد معدنی بزرگتر مانند جیوه و ید امکان پذیر است.

عملکرد جذب طبق موارد زیر افزایش می یابد:

بالا بردن وزن مولکولی

افزایش تعداد گروه های متصل، مانند پیوند های دو گانه و یا گروه های هالوژن

افزایش قطبش پذیری مولکول

کاربردهای مهندسی

  • تصفیه گاز

1) بازیابی حلال ها در چاپ روتوگراوی ، صنایع بسته بندی و پوشش های سطحی ، صنایع غذایی و شیمیایی

2) تصفیه گاز طبیعی ، حذف H2S ، BTX

3)برای تصفیه ی گاز دودکش ها در کارخانجات زباله سوزی برای حذف فلزات سنگین و دیوکسین ها

4) تصفیه گاز اگزوز برای حدف ناخالصی ها و آلاینده های آلی

5) تصفیه گاز فرآیندی مثل CO2 ، جداسازی روغن از هوای فشرده در واحدهای صنعتی

6) جداسازی آلاینده ها از هواسازها و سیستم های تهویه

7) حذف مواد تولید کننده بو از هوای خروجی از هود آشپزخانه ها و فیلتر یخچال ها

8) کنترل انتشار برای مثال در پمپ بنزین ها

9) حذف آلاینده ها از سیستم تهویه خودرو ها

10) در ماسک های گازی

11) در فیلتر سیگار

12) به عنوان محیط حامل در کاتالیست ها

کربن فعال و کاربرد آن در تصفیه ی گاز

  • رنگ بری

1) رنگ زدایی از گلیسیرین ، پارافین، وازلین، وکس، مواد شیمیایی با خلوص بسیار بالا، اسید های آلی، آنزیم ها

2) رنگ زدایی و بوزدایی از ژلاتین

3) تمیز کردن حمام های گالوانیزاسیون

4) رنگ زدایی و خالص سازی از محصولات نهایی و واسطه ها در صنعت داروسازی

5) رنگزدایی از محلول های حاوی شکر

6) رنگ زدایی و تصفیه محلول های که در تولید گلوکز و  سایر محصولات نشاسته ای کاربرد دارند

7) رنگ زدایی از ادویه ها

8)تصفیه روغن های گیاهی و حیوانی

  • صنایع غذایی

این ماده به عنوان رنگ زدا از آب میوه ها و عصاره ی میوه ها مورد استفاده قرار می گیرد. علاوه بر رنگزدایی این ماده می تواند در فیلتر های بستر ثابت ترکیبات آلی محلول را حذف نماید و سبب کنترل بو و مزه ی قند هایی مانند فروکتوز، لاکتوز و… شود. در ادامه به کاربرد های این ماده در صنایع غذایی بیشتر می پردازیم:

خالص سازی قند مایع: قند ها مواد اصلی سازنده ی نوشیدنی ها می باشند. قند هایی نظیر لاکتوز ، فروکتوز و… پیش از استفاده در انواع نوشیدنی ها نباز به بهبود خواص دارند. در نتیجه کربن فعال در تهیه ی نوشیدنی ها برای رنگ زدایی از محلول های قندی مورد استفاده قرار می گیرد

خالص سازی شکر: این ماده برای خالص سازی و رنگزدایی شربت نیشکر ، پیش از کریستالیزه شدن مورد استفاده قرار می گیرد تا شکر های گرانوله شده و سفید رنگ به دست آید. این مواغد همچنین در طی تولید شکر از نیشکر برای جذب رنگدانه های گیاهی مورد استفاده قرار می گیرد.

آبمیوه ها: آبمیوه هایی که از ترکیباتی مانند پلی فنول ها ، ملانوئیدین و غیره در ساختار خود استفاده می کنند برای رنگزدایی از محصول فوق استفاده می نمایند. همچنین این ماده می تواند طعم های نامطلوب و ناخواسته ای که در اثر افزودن مواد شیمیایی ایجاد می شود را از بین ببرد.

تصفیه ی گلیسیرین: ترکیب فوق در تصفیه ی گلیسیرین طبیعی مورد استفاده قرار می گیرد و با تصفیه ی ناخالصی های آلی رنگ ها و مزه ی گلیسیرین را بهبود می بخشد و موجب خالص سازی آن می شود.

مصارف بهداشتی

از این ترکیب در کرم های لایه بردار استفاده می شود و ماسک های آن را معمولا با نام ماسک سیاه و یا بلک ماسک در بازار به فروش می رسانند. منافذ پوستی در طول روز ممکن است به وسیله ی ذرات گرد و خاک پر شوند ، این ماده در کرم های لایه بردار ذرات آلودگی را از منافذ پوستی خارج می نماید و موجب تازگی و طراوت پوست و همچنین کوچکتر شدن منافذ پوستی می گردد.

زغال فعال یکی از بهترین موادی است که می تواند در متعادل نمودن چربی پوست نقش به سزایی داشته باشد. این ماده روغن اضافی پوست را خارج می کند و سبب متعادل سازی آن می گردد. استفاده از این ماده تنها 1 الی دو بار در هفته توصیه می شود تا از خشکی بیش از اندازه ی پوست نیز جلوگیری به عمل آید.

اگر پوستتان خشک می باشد لازم است تا ماسک لایه بردار محتوی مواد آبرسان، مانند روغن زیتون، اسید هیالورونیک،روغن جوجوبا و… باشد تا مانع از خشکی بیشتر پوست که در نتیجه ی استفاده از کربن فعال می باشد گردد. در درمان آکنه و جوش های سر سیاه نیز این ماده می تواند نقش به سزایی داشته باشد.

شامپو های حاوی این ترکیب نیز به خوبی قدرت پاک کنندگی و از بین بردن گرد و غبار موجود بر روی مو را افزایش می دهند و سبب حجم دهی به موی سر می گردند

  • تصفیه آب

در مصارف تصفیه آب و پساب ، از  دونوع پودری (به شکل سوسپانسیون) و گرانول (بستر ثابت، پرکولاسیون) با توجه به نوع کاربری آن  استفاده می شود. در سالیان گذشته ، از این ماده برای حذف کلر و مواد ایجاد کننده بو و رنگ در آب استفاده می شد. اخیرا استفاده از این ماده برای تصفیه آب آشامیدنی ، آب های زیر زمینی و … استفاده می شود.

این ترکیب در تصفیه پساب بیولوژیکی برای حذف باکتری و مواد خطرناک نیز قابل استفاده است. هم جنین در واحد های تصفیه پساب و در مرحله سوم از این ماده برای بهبود کیفیت تصفیه و حذف موادی که نسبت به مواد مورد استفاده در تصفیه و روش های آن مقاوم هستند استفاده می شود.

 

تصویر اس ای ام کربن فعال

.

در فرآیند تصفیه آب و پساب چگونه از این ترکیب استفاده می شود؟

  • تصفیه آب آشامیدنی

در تصفیه آب آشامیدنی ترکیب این فرآیند با سایر فرآیند ها مثل لخته سازی، اکسیداسیون و فیلتراسیون  بسیار مرسوم است.

  • تصفیه پساب و فاضلاب

در بین فرآیند های مختلف فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی که در تصفیه پساب کاربرد دارد ، جذب با استفاده از کربن اکتیو از اهمیت ویژه ای برخوردار است. استفاده از این ماده برای حذف آلاینده هایی که زیست تخریب پذیر نیستند نیز بسیار کاربردی است.

از این ماده در تصفیه پساب صنایع کاغذ، نساجی و پتروشیمی استفاده می شود.

در شرایط علیاتی تفکیک دقیق نوع آلاینده ها در پساب کار بسیار سختی است

در نتیجه پارامتر هایی برای بیان میزان آلودگی پساب وجود دارد که از  این طریق سطح آلودگی قابل تشخیص است.

بعضی از این پارامترها شامل:

TOC = کربن آلی حل شده

COD= میزان اکسیژن شیمیایی

AOX = هالوژن های آلی جذب شده، می شود.

از آنجایی که آلاینده های موجود در پساب رفتارهای مختلفی را در مقابل جاذب از خود بروز می دهند لذا انتخاب بهترین نوع کربن اکتیو برای حذف این مواد ضروری است.

  • تکنیک سوسپانسیون

این روش که پرکاربردترین نوع استفاده از این محصول در تصفیه پساب های واحدهای صنعتی است، محلولی از این ماده با درصد مشخص برای مثال 15 % برای تصفیه استفاده می شود. میزان تماس با زغال اکتیو به عواملی از جمله ویسکوزیته، دما ، PH   و مواد خاصی که باید از محلول پساب حذف شوند بستگی دارد.

زمان تماس بین 15 تا 30 دقیقه به طور معول در نظر گرفته می شود.

  • فرآیند بستر ثابت

در این فرآیند محیطی که باید تصفیه شود از روی بستری از جاذب یا فیلتر ها که حاوی محصول فوق به صورت گرانول هستند عبور می کند.

در واحد های تصفیه بزرگ از حوضچه های فیلتر سیمانی رو باز برای این کار استفاده می شود.

یکی از مزایای استفاده از بستر های ثابت  قابلیت بازیابی حرارتی این مواد است.

در تکنیک پرکولاسیون کربن فعال گرانول در یک ستون جذب به کار برده می شود.

توزیع غلظت حل شونده (آلاینده) در حین عبور از بستر اتفاق می افتد.

  • عملکرد فیلتر

تصفیه به روش فیلتراسیون با این مواد بر پایه ظرفیت بالای جذب آنها برای حذف آلاینده هایی با غلظت پایین نظیر VOC ها ، سولفید هیدروژن ، سیلوکسان ها ، هیدرو کربن های کلرینه و آروماتیک و دیوکسان ها  می باشد

در فیلتراسیون کلاسیک زمانی که فیلتر کربنی با آلاینده ها اشباع شد باید تعویض و یا احیا شود(توسط سوزاندن یا احیای گرمایی).

تجهیزات فیلتراسیون کربنی شامل موارد زیر می باشد:

  • برج اصلی که از فولاد ضد زنگ ساخته شده است
  • شیرهای دستی یا اتوماتیک
  • کربن فعالی که از مواد کربناته گرانیتی ساخته نشده است. نوع این ماده بر حسب مایعی که باید تصفیه شود انتخاب می گردد
  • استفاده از این محصول در درمان های اورژانسی دفع سموم

با توجه به خواص قوی پاک کنندگی سموم (ظرفیت جذب بالا) یکی از موارد رو به رشد و پر استفاده برای این منظور است.

هم چنان تحقیقات کافی بر روی سود و زیان استفاده از این ماده برای بدن انجام نشده است.

  • بهداشت دهان و دندان

بسیاری از سفید کننده های دهان حاوی این ماده هستند که دارای مزیت هایی از قبیل : ضد ویروس و باکتری بودن ، ضد قارچ و سم زدایی می باشد.

 

منابع:

  • https://www.haycarb.com/activated-carbon
  • https://www.donau-carbon.com/
  • Marsh, H., & Rodríguez-Reinoso, F. (2006). Activated carbon. Amsterdam: Elsevier.
  • Marsh, H., & Reinoso, F. R. (2006). Activated carbon. Elsevier.‏
  • https://condorchem.com/en/activated-carbon-filters/

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *