روش ­های تهیه کربن فعال

اصول و فنون گوناگونی در ساخت و تولید کربن فعال شده وجود دارد که به ۳ اصل بستگی دارد :

• نوع ماده اولیه
• مشخصات فیزیکی مورد نظر برای محصول (زغال فعال شده)
• مشخصات جذبی برای کاربردهای مختلف

هدف از فعال ­سازی، ایجاد یک ساختار متخلخل کربنی با سطح آزاد زیاد در ماده خام است.

تولید کربن فعال با استفاده از دو روش امکان­پذیر است:

۱) فعال­ سازی فیزیکی

۲) فعال­ سازی شیمیایی

فعال­ سازی فیزیکی کربن

در روش فعال­ سازی فیزیکی ، ماده خام نخست در محیطی بدون حضور هوا کربونیزه می­ شود تا پایه کربنی اولیه تشکیل شود .

در این شرایط ، ترکیبات سلولزی و نیز پلیمری موجود در ماده خام به زغال تبدیل شده و مواد خامی نظیر زغال سنگ ، کلیه ترکیبات فرار خود را از دست می ­دهند . سپس پایه کربنی بدست آمده در معرض یک عامل فعال­ ساز گازی در دمای بالا قرار می­ گیرد .

عامل فعال ساز عموماً بخارآب ، دی ­اکسیدکربن ، اکسیژن یا مخلوط آنها می ­باشد که قادر است در دمای بالا با بخشی از کربن موجود در ماده واکنش دهد و آنرا بصورت عوامل گازی مونواکسیدکربن یا دی­ اکسیدکربن خارج سازد .

بدین ترتیب پس از حذف بخشی از کربن ساختمانی توسط عامل فعال ­ساز ، محصول باقیمانده ساختاری متخلخل خواهد داشت . چگونگی تخلخل این محصول به عوامل متعددی نظیر نوع ماده خام ، شرایط کربونیزاسیون ، نوع عامل فعال ­ساز ، دما و زمان فعال سازی بستگی دارد .

زغال­ های فعال­ شده­ تولید شده توسط این روش معمولاً دارای منافذ ریزند و برای جذب مواد از مایعات و گازها مناسب هستند .

فعال ­سازی شیمیایی کربن

در روش فعال ­سازی شیمیایی که یک روش تک مرحله ­ای برای تولید کربن فعال به شمار می ­آید ، ماده خام با محلولی غلیظ از یک عامل فعال ­ساز مخلوط شده و مخلوط حاصل پس از خشک شدن، در شرایط اتمسفر بی ­اثر در یک کوره حرارت می ­بیند .

از جمله مهمترین موادی که به عنوان عامل فعال ­ساز مورد استفاده قرار می ­گیرند ، می­ توان به ترکیبات فلزات قلیایی یا قلیایی خاکی نظیر هیدروکسید پتاسیم ، کربنات پتاسیم ، کربنات سدیم ،  کلرید منیزیم و برخی اسیدها نظیر اسید فسفریک ، اسید سولفوریک ، کلرید آلومینیوم و کلرید روی اشاره کرد .

در اینجا نقش عامل فعال­ ساز ، حذف آب از ساختار ماده اولیه و پایین آوردن دمای لازم برای کربونیزاسیون و ممانعت از تشکیل قطران در حین انجام فرآیند است که به ایجاد یک ساختار متخلخل در محصول کمک می­ کند .

در این روش مشخصات ماده خام نظیر نوع و ابعاد دانه­ های آن، نوع عامل فعال ساز، نسبت اختلاط ماده خام با عامل فعال ­ساز (درصد تلقیح)، شرایط خشک کردن و گرمایش در کوره، در مشخصات و خواص محصول نهایی تاثیر قابل ملاحظه ­ای خواهد داشت . زغال فعال شده بدست آمده توسط این روش ، دارای منافذ باز زیادی است و برای جذب مولکول­ های بزرگ بسیار مناسب است .

بدیهی است انتخاب روش فعال ­سازی ، چگونگی تخلخل محصول را نیز تحت تاثیر قرار می ­دهد ؛ بعنوان مثال مشخص شده است که روش فعال­ سازی فیزیکی اغلب حفره­ هایی به شکل مخروط ایجاد می­ کند به صورتی که قاعده مخروط در بالا قرار دارد در حالیکه روش فعال­ سازی شیمیایی منجر به تشکیل حفره ­هایی به شکل بطری می ­گردد .

 

 

سئو توسط شرکت کلینیک 24