لطفا چند لحظه صبر نمائید

انواع کربن فعال و روش‌های تولید آن

انواع کربن فعال و روش‌های تولید آن

کربن فعال(Activated Carbon) نوعی ماده کربنی با سطح ویژه بسیار بالا است که از مواد اولیه گیاهی، معدنی یا پلیمری تولید می‌شود. ساختار آن متشکل از شبکه‌ای از منافذ ریز و درشت است که آن را قادر می‌سازد انواع گازها، بوها و آلاینده‌ها را جذب کند. دسته‌بندی کربن فعال بر اساس شکل فیزیکی، اندازه منافذ و نوع ماده اولیه انجام می‌شود.


۱. انواع کربن فعال بر اساس شکل فیزیکی

🔹 کربن فعال پودری (PAC)

  • اندازه ذرات معمولاً کمتر از ۱ میلی‌متر
  • مناسب برای تصفیه آب، رنگ‌بری، جذب فلزات سنگین
  • تزریق مستقیم در محلول‌ها امکان‌پذیر

🔹 کربن فعال گرانولی (GAC)

  • اندازه ذرات ۰.۵ تا ۵ میلی‌متر
  • قابلیت احیا و استفاده مجدد
  • مناسب برای سیستم‌های فیلتراسیون، بو‌گیری و تصفیه فاضلاب

🔹 کربن فعال اکسترود شده (EAC)

  • تولید به صورت استوانه‌ای/پلت‌شده (قطر ۲–۶ میلی‌متر)
  • مقاومت مکانیکی بالا، افت فشار کم
  • کاربرد: صنایع گاز، VOCها، تصفیه هوا، پالایشگاه‌ها

🔹 کربن فعال پارچه‌ای (FAC)

  • به شکل الیاف یا پارچه با تخلخل یکنواخت
  • وزن کم, سطح جذب بسیار بالا
  • مورد استفاده در ماسک‌، فیلترهای تنفسی و صنایع الکترونیک

🔹 کربن فعال دانه‌ای کلسیمی (CAC)

  • تولید شده از پوسته نارگیل یا زغال طبیعی
  • مناسب برای فیلتراسیون خانگی، تصفیه آب خوراکی

۲. انواع کربن فعال بر اساس اندازه منافذ

نوع کربنسایز منافذکاربرد اصلی
میکروپور< 2 nmجذب گازها و بخارات سبک
مزوپور2–50 nmرنگ‌بری، داروسازی، مواد آلی محلول
ماکروپور> 50 nmجذب مولکول‌های بزرگ، بیوپالایش, فاضلاب صنعتی

اکثر کربن‌های فعال صنعتی ترکیبی از این سه نوع منافذ هستند؛ تنظیم ساختار به روش تولید و ماده اولیه بستگی دارد.


۳. انواع کربن فعال بر اساس ماده اولیه

منبع تولیدویژگیکاربرد
پوسته نارگیلسخت، میکروپور بالاتصفیه آب آشامیدنی، ماسک تنفسی
زغال سنگ بیتومینه و آنتراسیتمزوپور مناسبصنایع نفت و گاز، جذب بخارات
چوب و سلولزماکروپور زیادرنگ‌بری، صنایع غذایی و قند
هسته زیتون، گردو، خرماارزان و در دسترسفاضلاب صنعتی، تصفیه هوا
پلیمرها و رزین‌هاساختار یکنواختجداسازی گازها و کاربری خاص

۴. روش‌های تولید کربن فعال

تولید در دو مرحله انجام می‌شود: کربونیزاسیون و فعال‌سازی

🔸 مرحله اول – کربونیـزه کردن (Pyrolysis)

  • حرارت‌دهی تحت شرایط بی‌هوازی (۴۰۰–۶۰۰°C)
  • خروج رطوبت و مواد فرار → تشکیل کربن خام

🔸 مرحله دوم – فعال‌سازی (Activation)

این مرحله ساختار اصلی منافذ را ایجاد می‌کند:

1) فعال‌سازی فیزیکی

جزئیاتتوضیح
روشتماس کربن با CO₂ یا بخار در دمای بالا (۷۰۰–۱۰۰۰°C)
مزیتمناسب برای تولید صنعتی انبوه
نتیجهایجاد میکرو و مزوپور به طور طبیعی

2) فعال‌سازی شیمیایی

جزئیاتتوضیح
مواد فعال‌سازKOH, ZnCl₂, H₃PO₄
دما۴۰۰–۸۰۰°C
مزیتتخلخل بسیار بالا، مصرف انرژی کمتر
نتیجهمناسب کاربردهای پزشکی و حساس

جمع‌بندی

کربن فعال بسته به نیاز صنعتی در ۵ فرم اصلی تولید می‌شود و سه نوع منافذ جذب دارد که امکان استفاده آن را از تصفیه آب خوراکی تا پالایش بخارهای سمی و صنایع دارویی فراهم می‌کند. روش تولید آن معمولاً شامل کربونیزاسیون + فعال‌سازی فیزیکی یا شیمیایی است.