فرمول کربن اکتیو چیست و چطور ساخته می‌شود؟

کربن اکتیو یا کربن فعال، یکی از محصولات بسیار پرکاربرد در صنایع مختلف و به خصوص تصفیه آب و هواست.

این ماده از طریق فرآیند فعال‌سازی مواد خام کربنی مانند زغال سنگ، پوسته نارگیل، چوب یا ذغال سنگ کک به دست می‌آید. کربن اکتیو می‌تواند آلاینده‌های مختلف گازی، مایع و جامد را به خود جذب کند. این ماده به ویژه در جذب مولکول‌های کوچک مانند آلاینده‌ها و حذف طعم و رایحه نیز موثر است.

فرمول کربن اکتیو

کربن فعال یا کربن اکتیو از کربن (C) تشکیل شده که دارای ساختاری شبکه‌ای است. این شبکه دارای منافذ متخلخل (Porous) است که باعث افزایش سطح ویژه کربن می‌شود. در واقع میزان جذب کربن اکتیو در فرآیندهای مختلف به سطح ویژه کربن فعال بستگی دارد. ساختار فرمول کربن اکتیو از شبکه‌ای از اتم‌های کربن تشکیل شده است که به هم متصل شده‌اند. منافذ متخلخل موجود در کربن فعال باعث افزایش باورنکردنی سطح آن شده است. جالب است بدانید که سطح 5 گرم کربن فعال معادل است با مساحت زمین فوتبال!

منافذ کربن اکتیو به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند:

• منافذ متخلخل: این منافذ قطری بین 2 تا 50 نانومتر دارند.
• منافذ کریستالی: قطر این منافذ بین 1 تا 100 نانومتر است.

به این ترتیب بخش زیادی از ذرات آلاینده موجود در جریان سیال، طی فرآیند فیلتراسیون به کمک جذب سطحی درون این منافذ به دام می‌افتند. جذب سطحی کربن فعال یک فرآیند فیزیکی است که طی آن مولکول‌ها یا ذرات به سطح یک ماده جذب می‌شوند. جذب سطحی کربن فعال توسط نیروهای واندروالسی انجام می‌شود. نیروهای واندروالسی، نیروهای ضعیفی هستند که بین مولکول‌ها یا ذرات با بارهای ناهمنام ایجاد می‌شوند. این نیروها بین مولکول‌های آب، آلاینده‌ها و کربن فعال ایجاد خواهند شد.

روش تولید کربن اکتیو

فرآیند فعال‌سازی کربن اکتیو شامل گرم کردن مواد خام کربنی در یک محیط بدون اکسیژن در دمای بالا است. این فرآیند باعث ایجاد منافذ ریزی در ساختار کربن شده که منجر به افزایش سطح ویژه آن و ظرفیت جذب خواهد شد. برای تولید کربن اکتیو از فرآیندهای فعال‌سازی مختلفی استفاده می‌شود که رایج‌ترین آن‌ها عبارتند از:

فعال سازی شیمیایی

در فرآیند فعال سازی شیمیایی، مواد خام کربنی در معرض مواد شیمیایی فعال مانند کلر یا اسید سولفوریک قرار می‌گیرند. این مواد شیمیایی باعث ایجاد پیوندهای شکسته در ساختار کربن شده و در نهایت منجر به پدید آمدن منافذ بسیار ریز در آن می‌شوند. فرآیند فعال‌سازی شیمیایی معمولاً سریع‌تر از فرآیند فعال‌سازی فیزیکی است. با این حال، روش تولید کربن اکتیو شیمیایی معمولاً منجر به تولید کربن فعال با سطح ویژه کمتری می‌شود.

فعال‌سازی فیزیکی

در فرآیند فعال‌سازی فیزیکی، مواد خام کربنی در معرض حرارت خشک با حداقل میزان اکسیژن در دمای بالا قرار می‌گیرند. این حرارت باعث تبخیر مواد فرار از ساختار کربن و ایجاد منافذ ریز و متخلخل در آن می‌شود. فرآیند فعال‌سازی فیزیکی غالبا با تولید کربن اکتیو با سطح ویژه بالاتری نسبت به روش شیمیایی همراه است. با این وجود، سرعت این فرآیند نسبت به فعال‌سازی شیمیایی کندتر بوده و به زمان بیشتری نیاز دارد.

انواع کربن اکتیو در تصفیه آب

کربن اکتیو در اشکال مختلفی تولید می‌شود که هر کدام دارای خواص و کاربردهای خاص خود هستند. در جدول زیر به بررسی تفاوت‌های انواع کربن اکتیو می‌پردازیم:

کربن اکتیو پودری

کربن اکتیو پودری دارای ذراتی به‌شکل کروی و ابعادی در حدود 0.01 تا 0.1 میلی‌متر است. از این ماده معمولاً برای حذف فلزات سنگین و سایر آلاینده‌های کوچک از آب آشامیدنی استفاده می‌شود. کربن اکتیو پودری، سطح ویژه بالایی دارد که باعث می‌شود بتواند مقادیر زیادی از آلاینده‌ها را جذب کند. سرعت فیلتراسیون با استفاده از کربن اکتیو پودری به دلیل سطح تماس بالای آن با آب، پایین است. از کربن اکتیو پودری معمولاً در فیلترهای شنی، فیلترهای کارتریجی و سایر فیلترهای تصفیه آب استفاده می‌شود.

کربن اکتیو گرانول

کربن اکتیو گرانول دارای ذراتی به شکل نامنظم و ابعادی در حدود 0.2 تا 5 میلی‌متر است. این نوع کربن اکتیو معمولاً برای حذف کلر، طعم و بوی نامطلوب و مواد شیمیایی آلی از آب آشامیدنی استفاده می‌شود. کربن اکتیو گرانول سطح ویژه کمتری نسبت به کربن اکتیو پودری دارد. با این حال، پایین‌تر بودن سطح تماس این محصول با آب باعث می‌شود که سرعت فیلتراسیون بالاتری نسبت به نوع پودری آن داشته باشد. از کربن اکتیو گرانول معمولاً در فیلترهای تصفیه آب آشامیدنی، فیلترهای هوا و غیره استفاده می‌شود.

کربن اکتیو میله ای

کربن اکتیو میله‌ای ساختاری شبیه به میله و ابعادی در حدود 0.5 تا 10 میلی متر دارد. این نوع کربن اکتیو معمولاً برای حذف مواد شیمیایی و سایر آلاینده‌های جامد از آب آشامیدنی و آب صنعتی استفاده می‌شود. کربن اکتیو میله ای دارای سطح ویژه کمتری نسبت به کربن اکتیو پودری و گرانول است. با این حال، این محصول استحکام مکانیکی بالایی دارد که باعث می‌شود بتوان از آن در شرایط سخت و خاص استفاده کرد.

قیمت و خرید کربن اکتیو باکیفیت

کربن فعال محصولی بسیار پرکاربرد در صنایع تصفیه آب و هوا، صنایع غذایی، پتروشیمی، دارویی و پزشکی است. از جمله باکیفیت‌ترین برندهای تولید کننده این محصول می‌توان به کربن اکتیو جاکوبی سوئد، نوریت هلند، ادلر اتریش و پریمیوم اشاره کرد. شما می‌توانید انواع کربن فعال اصل را در سراسر ایران از وب سایت آبین تهیه کنید. همچنین برای اطلاع از قیمت کربن اکتیو با کارشناسان مجموعه در تماس باشید.