تولید کربن اکتیو

فرآیند کربن اکتیو

فرآیند فرآوری کربن فعال معمولاً شامل کربنیزاسیون است که پس از آن مواد کربن دار به دست آمده از منشا گیاهی فعال می شود.کربنیزاسیون یک عملیات حرارتی در دمای 400-800 درجه سانتی گراد است که باعث کاهش میزان مواد فرار و افزایش محتوای کربن می شود. ماده خام را به کربن تبدیل می کند این امر استحکام ماده را افزایش می دهد و ساختار متخلخل اولیه ای را ایجاد می کند که کربن برای فعال شدن نیاز دارد تنظیم شرایط کربنیزاسیون می تواند به طور قابل توجهی بر محصول نهایی تأثیر بگذارد افزایش دمای کربنیزاسیون باعث افزایش واکنش پذیری می شود. ، بلکه باعث افزایش اندازه منافذ موجود می شود.این کاهش اندازه منافذ به دلیل افزایش تراکم مواد کربنیزاسیون در دماهای بالا است که منجر به افزایش استحکام مکانیکی می شود.بنابراین انتخاب صحیح دمای فرآیند مهم است. بر اساس محصول کربن سازی مورد نظر.

این اکسیدها از کربن اکتیو پخش می شوند و باعث گاز شدن جزئی می شوند که منافذی که قبلا بسته شده اند را باز می کند و ساختار متخلخل داخلی کربن اکتیو را بیشتر توسعه می دهد.در فعال سازی شیمیایی، کربن در دماهای بالا با یک عامل کم آب واکنش می دهد که بیشتر هیدروژن را حذف می کند و اکسیژن از ساختار کربن فعال‌سازی شیمیایی اغلب مراحل کربن‌سازی و فعال‌سازی را با هم ترکیب می‌کند، اما این دو مرحله می‌توانند به طور جداگانه بسته به فرآیند انجام شوند. هنگام استفاده از KOH به عنوان یک فعال‌کننده شیمیایی، سطح بالایی بیش از 3000 متر مربع در گرم پیدا شده است.

تولید کربن اکتیو

کربن اکتیو علاوه بر اینکه یک جاذب همه کاره است، می تواند از مواد اولیه مختلفی تولید شود که آن را به یک محصول فوق العاده همه کاره تبدیل می کند که بسته به مواد اولیه موجود می تواند در صنایع مختلفی تولید شود. اینها شامل پوسته های گیاهی، میوه ها می شود. سنگ ها، مواد چوبی، آسفالت، کاربیدهای فلزی، کربن سیاه، رسوبات لجن فاضلاب، و بقایای پلیمری. انواع مختلفی از اشکال 5 کربنی وجود دارد که ساختار متخلخل توسعه یافته ای دارند. گونه های زغال سنگ را می توان برای ایجاد کربن فعال بیشتر پردازش کرد. اگرچه فعال می شود. کربن را می توان تقریبا از هر ماده خامی تولید کرد، تولید کربن فعال از مواد زائد اقتصادی ترین و دوستدار محیط زیست است.

کربن های فعال پوسته نارگیل تولید شده از خاک رس دارای ریز منافذ بزرگی هستند. خاک اره و سایر مواد ضایعات چوبی همچنین دارای ساختارهای ریز متخلخل بسیار توسعه یافته ای هستند که برای جذب از فاز گاز مناسب هستند. تولید کربن فعال از زیتون. سنگ های آلو، زردآلو و هلو جاذب های بسیار همگن با سختی قابل توجه، مقاومت سایشی و اندازه ریز منافذ بالا می دهند.اگر HCl از قبل حذف شود، بقایای PVC می تواند فعال شود و این منجر به کربن فعال می شود که جاذب خوبی برای متیلن بلو است. زغال فعال حتی از ضایعات لاستیک تولید شده است.به منظور تمایز بین طیف وسیعی از پیش سازهای احتمالی، لازم است خواص فیزیکی پس از فعال سازی مورد ارزیابی قرار گیرد.خواص زیر هنگام انتخاب یک پیش ساز مهم هستند: سطح خاص منافذ m مساحت، اندازه منافذ و توزیع اندازه منافذ، ترکیب و اندازه گرانول، ساختار شیمیایی/شخصیت سطح کربن است.

انتخاب پیش ساز مناسب برای کاربرد مناسب بسیار مهم است زیرا تغییر مواد پیش ساز اجازه کنترل بر ساختار منافذ کربن را می دهد. پیش سازهای مختلف حاوی مقادیر متفاوتی از ماکرو منافذ (بیش از 50 نانومتر) هستند که 6 واکنش پذیری آنها را تعیین می کند. این درشت منافذ موثر نیستند. برای جذب، اما وجود آنها اجازه می دهد تا کانال های بیشتری برای ایجاد ریز منافذ در طول فعال سازی ایجاد شود.

کربن فعال چگونه کار می کند؟

جذب فیزیکی عمدتاً در هنگام حذف ناخالصی ها از فازهای مایع و گاز با کربن فعال اتفاق می افتد. ساختار متخلخل کربن فعال سطح بزرگی را فراهم می کند که برداشت و جمع آوری ناخالصی ها را آسان تر می کند. درست مانند نیروی مغناطیسی، همه مولکول ها دارای جاذبه متقابل هستند. بنابراین، تعداد زیادی مولکول در دیواره منافذ کربن فعال می تواند نیروی جاذبه قوی ایجاد کند و از این طریق به هدف جذب ناخالصی در محیط به قطر منافذ دست می یابد. لازم به ذکر است که قطر مولکولی این ناخالصی های جذب شده باید کمتر از قطر منافذ کربن فعال باشد تا ناخالصی ها به قطر منافذ جذب شوند. بنابراین، ما به طور مداوم مواد اولیه و شرایط فعال سازی را تغییر می دهیم تا کربن فعال با ساختارهای منفذی مختلف مناسب برای جذب ناخالصی های مختلف ایجاد کنیم.

علاوه بر جذب فیزیکی، واکنش های شیمیایی اغلب بر روی سطح کربن فعال رخ می دهد. کربن فعال نه تنها کربن، بلکه دارای پیوندهای شیمیایی در سطح آن و مقدار کمی اکسیژن و هیدروژن مانند کربوکسیل، هیدروکسیل، فنل ها، لیپیدهای داخلی، کینون ها، اترها و غیره است. این سطوح حاوی اکسیدها یا کمپلکس های خاک هستند که با ماده جذب شده وارد واکنش شیمیایی می شوند و در نتیجه به ماده جذب شده متصل می شوند و روی سطح کربن فعال تجمع می یابند. یک مثال ساده را در نظر بگیرید: در فرآیند تصفیه آب، زغال اکتیو می تواند با کلریت موجود در آب واکنش داده و کلریت را به یون کلرید تبدیل کند تا به هدف حذف کلریت در آب دست یابد، به طوری که دیگر آب وجود نداشته باشد. زیان آور. طعم و بوی دلخراش.