زغال فعال شده Avtivate Carbon چیست

اصطلاح زغال فعال شده نشان دهنده یک سری از مواد جذب کننده سطحی , با جنسی زغالی و شکل کریستالی می باشد که در ساختار داخلی آن روزنه های زیادی وجود دارد

اصطلاح زغال فعال شده نشان دهنده یک سری از مواد جذب کننده سطحی , با جنسی زغالی و شکل کریستالی می باشد که در ساختار داخلی آن روزنه های زیادی وجود دارد زغال فعال شده دارای کاربردهای زیادی است, از جمله مصارف آن:

- رنگزدایی از قند و شکر

- بازیافت طلا

- بهسازی رنگ و طعم در نوشیدنی ها و آب میوه ها

- تصفیه آبها ( آب شرب, آب آکواریومها, آبهای صنعتی), از نظر رنگ و بو و طعم

- استفاده در دستگاههایی مثل: تصفیه کننده های هوا, خوش بو کننده ها, تصفیه کننده های صنعتی و...

● تولید زغال فعال شده

▪ فعال سازی شیمیایی :

این شیوه بیشتربرای مواردی است که مواد اولیه آن چوب و یا زغال سنگ نارس(Peat) می باشد. مواد اولیه را با یک عامل آبگیر مانند اسید فسفریکP۲O۵ یا کلرید زنیک ZnCl۲ آغشته می کنند تا مادهای خمیری حاصل شود. این مادهرا در بازه دمایی ۵۰۰ - ۸۰۰ درجه سانتیگراد حرارت میدهند تا کربن فعال شود.

زغال فعال شده حاصل را بعد از شستشو خشک و به پودر تبدیل می کنند.

زغال فعال شده بدست آمده توسط این روش, دارای منافذ باز زیادی است و برای جذب مولکول های بزرگ بسیار مناسبند.

▪ فعال سازی توسط بخار (C+H۲O) :

این روش بیشتر برای موادهای اولیه ای چون چوب نیم سوخته, زغال سنگ و پوست نارگیل که زغالی شده اندبه کار می رود. فعال سازی دربازه دمایی ۸۰۰ – ۱۱۰۰ درجهسانتیگراد و در حضور بخار انجام می شود.

در آغاز موادزغالی با بخار به گاز تبدیل می شوند که به واکنش Water - Gas معروف است:

(۲CO + O۲ ----> ( CO + H۲ – ۱۷۵.۴۴۰ (KJ/KgMol

(۲H۲ + O۲

این واکنش گرماگیراست و گرمای مورد نیاز توسط سوختن ناقصCO و H۲ بصورت زیر تامین می شود:

( ۲ CO۲ + ۳۹۳.۷۹۰ (KJ/KgMol )-----> ۲H۲O + ۳۹۶.۶۵۰( KJ/KgMol

در ضمن هوا به مقدار مورد نیاز وارد واکنش می شود تا زغال نسوزد.

زغال های فعال شده ی تولید شده توسط این روش معمولادارای منافذ ریزند و برای جذب مواد از مایعات و گازها مناسبند.

● ویژگی های جذبی و فیزیکی

▪ ویژگی های جذبی :

ـ سطح: با استفاده ازN۲ حدود منافذ سطحی زغال فعال شده را اندازه می گیرند.هر چه سطح زغال فعال شده بیشنرباشد, قسمتهای جاذب نیزبیشترند.

ـ اندازه منافذ: تعیین اندازه های یکزغال فعال شده میتواند راهی مناسب برای تشخیص خصوصیات آن باشد.که درIUPAC منافذ بر اساس اندازه به صورت زیر دسته بندی شدهاند:

Micropores r<۱nm

Mesopores r ۱-۲۵nm

Micropores r>۲۵

کهmesopore ها برای جا به جایی وMicropore ها برای جذب موادهستند.

▪ تخلخل: یکی از راههایاندازه گیری میزان تخلخل در توده ای از زغال فعال شده, استفاده از میزان جذبCCl۴ خالص در حالت گازی می باشد.

● ویژگیهای فیزیکی:

زغال فعال شده چگونه کار می کند؟

این۳ مرحله همزمان رخ می دهند ...

▪ بازیافت زغال فعال شده

به مرور زمان و استفاده از زغال فعال شده, سطح آن از مواد آلایندهاشباع می شود. زغال فعال شدهیک محصول گران است و در عین حال میتواند در چرخه بازیافت قرار گیرد و مجددا مورداستفاده قرار گیرد. بازیافتزغال فعال شده, هزینه کمینسبت به تولید اولیه دارد و دارای قیمت ارزانتری نیز می باشد.زغال فعال شده مواداورگانیک را از محیط اطرافش جذب می کند, که عمل انتقال آلاینده از فاز مایع( آب) به فاز جامد( کربن) صورت می گیرد.نیروی جاذبه ای باعث تشکیل یکپیوند بین آلاینده و کربن و چسبیدن آنها به هم می شود.

علاوه بر این باکتری هایی به سطح خارجی زغال فعال شده می چسبند و بخشی ازآلاینده ها را جذب و مصرف می کنند.

جذب منجر به پخش یک گاز یا ترکیب در شبکه متخلخل زغال فعال شده می گردد, جایی که یک واکنش شیمیایی یا یک ثبات فیزیکی روی می دهد. به عنوان مثال ازنO۳

در قسمتی که جذب می شود, قسمتی از زغال فعال شده را اکسید میکند, وO۳ بهO۲ تبدیل می شود و ازن در ساختار کربن اندوخته و گردآوری نمیشود.

جذب در زغال فعال شده دارای۳ مرحلهاست:

▪ تماس ذرات آلاینده محلول در مایع( آب) با ذرات زغالفعال شده

▪ پخش شدن ذرات آلاینده در شبکه متخلخل زغال فعالشده

▪ جذب ذرات آلاینده به زغال فعال شده و بوجود آمدن یک پبوند برگشت ناپذیرسختی و مقاومتدر برابر حرارت و فشار: زغال های فعال شده دارای سختی های متفاوتی هستند که مربوز به مواد اولیه و شیوه تهیه آنها می باشد.

بنا به درجه سختی, هر یک از آنهاکاربردهای متفاوتی دارند.

۱) چگالی

۲) اندازهذرات: هر چقدرکه اندازه ذرات زغال فعال شده کوچکتر باشد, سرعت جذب بیشتراست.زغال فعال شده را به سه شکل دانه ای, پودر و استوانه ای میسازند.گونه های مختلفی از زغال های فعال شده با ویژگی هایمشخص وجود دارند که خصوصیات هر یک از آنها بستگی به مواد اولیه و فنون به کا ر رفتهدر تولید آنها بستگی دارد. درانتخاب یک گونه زغال فعال شده, برای بهبود بخشیدن به فرایندها, نیاز به شناخت دقیق ویژگی های فیزیکی و جذبی موادداریم.

اصول و فنون گوناگونی در ساخت و تولید زغالهای فعالشده وجود دارد که به ۳ اصل بستگی دارد:

- نوع ماده اولیه

- مشخصات فیزیکیمورد نظر برای محصول(زغالفعال شده)

- مشخصات جذبیبرای کاربردهای مختلف

شیوههای فعالسازی که بیشتر در تولیدات تجاری بکار میرود عبارتند از:

▪ فعال سازی شیمیایی

▪ فعال سازی توسط بخار