توسط : ما در این پست از مجله حقایق آب می خواهیم تفاوت کربن و کربن فعال را مورد بررسی قرار دهیم. اغلب افراد این دو عنصر را با هم اشتباه می گیرند و یا تفاوتی برای آن قائل نمی شوند. این در حالی است که کربن فعال با کربن فرق دارد. اگر چه کربن سیاه و کربن فعال هر دو از عنصر کربن ساخته شده اند اما از نظر ساختار، کاربرد و موارد دیگر با هم متفاوت هستند ما در ادامه همه این موارد را مورد بررسی قرار داده ایم.
5 تفاوت کربن و کربن فعال
- تفاوت در ساختار
- تفاوت در کاربردها
- تفاوت در خواص و ویژگی ها
- روش های آماده سازی
- تنوع تولید
فرق کربن و کربن فعال در ساختار
یکی از مهم ترین تفاوت کربن با کربن فعال ساختار داخلی آنهاست. کربن سیاه یک ماده سیاه و ریز دانه است که از کربن ساخته شده و معمولاً از سوختن یا پیرولیز کردن موادی مانند نفت، گاز طبیعی یا زغال سنگ بدست می آید. کربن سیاه دارای سطح جذب است و ساختاری متخلخل دارد. اما کربن فعال از انواع مواد خام از جمله چوب درختان، پوسته نارگیل، زغال سنگ و مواد زیست توده بدست می آید و می تواند بر اثر فرآیندهای خاصی سطح منافذ متخلخل آن افزایش یابد. بنابراین کربن فعال از نظر ساختاری نسبت به کربن معمولی ساختاری متخلخل تر دارد. به صورت کلی نسبت سطح به حجم کربن معمولی کمتر از زغال فعال است
تفاوت در کاربردهای کربن فعال و کربن معمولی
کربن معمولی نسبت به کربن فعال کاربردهای متفاوتی دارد. کربن سیاه عمدتاً به عنوان پرکننده، رنگ دهی و به عنوان یک عامل تقویت کننده در صنایع مختلف از جمله لاستیک سازی، تولید پلاستیک، جوهر و سایر صنایع استفاده می شود. این در حالی است که کربن فعال برای کاربردهای تصفیه آب، تصفیه هوا، در صنایع پزشکی، صنایع غذایی و … استفاده میشود. همچنین کربن فعال برای کاربردهایی همچون حذف آلاینده های آلی و معدنی، حذف بو و رنگ، تصفیه فاضلاب و غیره استفاده می شود. همچنین در فاز گازی برای تصفیه هوا و حذف گازها و بوهای مضر می توان از کربن فعال استفاده کرد.
کربن فعال با داشتن خاصیت جذب بالاتر یک راهکار عالی برای جذب مواد شیمیایی آلی است. فاکتورهای تاثیر گذار بر میزان ظرفیت و جذب کربن فعال عبارتند از: وزن مولکولی، قطبیت، حلالیت در آب، دمای جریان سیال و غلظت در جریان است. اما برخی مواد شیمیایی رایج که کربن فعال قادر به حذف آنها هستند عبارتند از: VOC ها مانند بنزن، تولوئن، زایلن، روغن ها و برخی ترکیبات کلردار، مواد شیمیایی می باشد. علاوه بر این، حذف بو و رنگ هم از دیگر مزایای کربن فعال است.
تفاوت در خواص و ویژگی های کربن فعال و کربن معمولی
یکی از تفاوت های کربن فعال با کربن معمولی خواص و ویژگی های آنها است. کربن سیاه یا کربن معمولی دارای خواص جذب بالا می باشد اما پایداری شیمیایی آن پایین است. کربن فعال دارای ساختار و منافذ جذب بالاتری است در عین حال پایداری شیمیایی خوبی دارد و برای تصفیه انواع آلاینده های فاز مایع و گاز مناسب است. علاوه بر این، از کربن فعال می توان به عنوان کاتالیزور برای سرعت بخشیدن به واکنش ها استفاده کرد.
فرق در روش های آماده سازی
روش های تهیه و اماده سازی کربن فعال با کربن سیاه یا معمولی متفاوت است. کربن معمولی از سوختن یا پیرولیز کردن مواد بدست می آید و در طی این فرایند مقدار زیادی گرما و گازهای زائد مانند دی اکسید کربن تولید می شود این در حالی است که کربن فعال از فرایندهای فیزیکی و شیمیایی تحت شرایط خاص بدست می آید. هزینه تجهیزات فعال سازی کربن گران قیمت هستند. از این رو، هزینه آماده سازی کربن فعال بالاتر از کربن معمولی است.
معمولاً دو روش متداول برای ساخت کربن فعال وجود دارد که می تواند منجر به تولید کربن فعال با کیفیت و با درجه خلوص بیشتر شود. ابتدا کربن فعال با قرار گرفتن در یک مخزن بدون اکسیژن و قرار دادن آن در دمای بسیار بالا، 600 تا 900 درجه سانتی گراد ساخته می شود. سپس کربن در معرض مواد شیمیایی مختلف قرار می گیرد که معمولاً آرگون و نیتروژن می باشند و دوباره در یک مخزن قرار داده می شود و از 600 تا 1200 درجه سانتیگراد گرمادهی می شود. در مرحله بعدی برای دفعه دوم کربن حرارت می بیند و در معرض بخار و اکسیژن قرار می گیرد. با استفاده از این فرآیند، ساختار منفذی کربن و سطح قابل استفاده آن به شدت افزایش می یابد.
تنوع تولید کربن فعال نسبت به کربن معمولی
تولیدات کربن فعال به دلیل کاربردهای گسترده تر در فاز مایعات و فاز گاز متنوع تر هستند. به گونه ای که کربن فعال را می توان به 4 دسته تقسیم بندی کرد که عبارتند از: کربن فعال دانه بندی شده (گرانولی)، کربن فعال میله ای، کربن فعال پودر شده (پودری) ، کربن فعال کاتالیزوری این در حالی است که کربن های معمولی بیشتر به صورت پودری و گرانولی در دسترس هستند.
سوالات متداول در مورد کربن فعال و کربن معمولی
کربن اکتیو یا زغال چوب فعال در اصل یک ماده جاذب عالی است که با داشتن سطح جذب بالا برای بسیاری از کاربرهای تصفیه آب و فاضلاب، تصفیه هوا، حذف بو و رنگ مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده از پایه پوسته نارگیل، کربن فعال پوست پسته، زغال سنگ یا چوب، هسته میوه ها و دیگر مواد زیستی بدست می آید.بر اساس نوع منشا کربن فعال نوع کربن فعال یا میزان تخلخل و سطح جذب می تواند متفاوت باشد اما به طور کلی عملکرد آنها در کاربردهای مختلف یکسان است.
- عمر کربن فعال چقدر است؟
عوامل زیادی می توانند بر عمر کربن فعال تاثیر بگذارند از جمله ظرفیت کربن فعال، ظرفیت مولکولی، میزان غلظت مواد شیمیایی ، دما در عملیات، میزان قطبیت مواد شیمیایی حذف شده که می تواند عمر کربن فعال را کمتر کند.
- کدام نوع کربن فعال بهتر است؟
با توجه به اینکه کربن فعال چند نوع است هر کدام می توانند برای کاربردهای خاصی مناسب باشند. زمانی که میزان سرعت جذب مطرح باشد کربن فعال پودری به دلیل ریز و متخلخل بودن عملکرد بهتری دار. این در حالی است که کربن فعال گرانولی برای فرایندهای تصفیه اب و فاضلاب بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.
- زغال فعال از کجا تهیه کنیم؟
زغال فعال اغلب به صورت کیسه های مختلف 25 کیلویی، 10 کیلویی، 5 کیلویی ارائه می شوند. ما در مقاله ای مجزا در مورد اینکه زغال فعال از کجا تهیه کنیم توضیح داده ایم. شما با مطالعه آن می توانید فروشگاه های معتبر خود را پیدا کنید.
منبع : medium.com
