کاربرد کربن فعال در صنعت های مختلف

کاربرد کربن فعال در صنعت

کربن­‌های فعال، جاذب‌­های متنوعی هستند که در بسیاری از صنایع کاربردهای بی‌شماری دارند. در صنایع فرآوری مواد غذایی مانند شکر، نوشیدنی‌­ها، چربی­‌ها و روغن­‌ها، باعث بهبود رنگ، طعم و مصرف مواد غذایی می‌­شوند.

ما امروز قصد داریم در این مقاله به بررسی کاربرد کربن فعال در صنایع مختلف بپردازیم.

در صنایع شیمیایی و دارویی، کربن­‌های فعال، مواد آماده سازی مایع را شفاف کرده و اجزای ناخواسته را از بین می­‌برند. مبدل­‌های یونی کربن فعال، از بسیاری جهت‌ها بهتر از مبدل­‌های یونی مصنوعی و معدنی است.

کاربردهای آنها به عنوان الکترودهای گاز متخلخل به خوبی شناخته شده­‌اند و با تولید انبوه آن‌ها تقویت می‌­شوند. واکنش شیمیایی سطح کربن کاربردهای گسترده ای در ساخت دستگاه تنفس و لباس بدن برای کار در محیط­های خصمانه دارد.

آنها جاذب­‌های عالی برای بازیابی حلال­‌های آلی، فلزات گران­ب‌ها و گوگرد هستند. کربن‌­های فعال می­‌توانند انواع واکنش‌­های سطحی را تقویت کنند و به عنوان کاتالیزور و پشتیبانی کاتالیزوری برای چندین اکسیداسیون، احیا، واکنش­‌های ترکیبی و واکنش­‌های کاتالیز شده توسط اسیدها یا بازهای پشتیبانی شده روی کربن­‌های فعال کاربرد دارند.

ذخیره سازی متان و هیدروژن

به موازات افزایش جمعیت و شهرنشینی جهان، تقاضا انرژی روز به روز در حال افزایش است. توجه به این واقعیت که سوخت­‌های فسیلی در مدت زمان بسیار کمی مصرف خواهد شد، باید به دغدغه مهمی تبدیل شده باشد. متان و هیدروژن از مهمترین منابع تأمین انرژی هستند.

با استفاده از کربن فعال در ذخیره سازی متان و هیدروژن، بیوگاز طبیعی یا تصفیه شده به دلیل منابع زیاد با حداقل تأثیرات زیست محیطی، تبدیل به مایع و روش­های فشرده سازی به طور کلی برای ذخیره گاز طبیعی استفاده می­شود.

کاربرد کربن فعال در صنایع تصفیه هوا

گرد و غبار از مواد شیمیایی، دود، ازن، بخارات حاصل از پخت و پز، شوره حیوانات خانگی، دخانیات و … تشکیل شده است. این آلاینده‌ها نه تنها می‌توانند مواد حساسیت‌زا و آسم را تحریک کنند، بلکه برای سلامتی ما نیز مضر هستند.

کربن فعال اغلب با مواد معدنی دیگر مانند زئولیت ترکیب می شود. زئولیت می تواند یون‌ها و مولکول‌ها را جذب کند و بنابراین به عنوان یک فیلتر برای کنترل بو، حذف سموم و الک شیمیایی عمل کند.

استفاده از دستگاه­‌های تصفیه هوا به عنوان درمان برای افرادی که حساسیت شیمیایی چندگانه (MCS) مناسب است. حساسیت شیمیایی چنگانه به این معنی است که فرد حساسیت بالایی به هرگونه مواد شیمیایی موجود در هوا مانند عطر، مواد شیمیایی تمیز کننده و بسیاری از عوامل دیگر دارد و این عوامل فرد مبتلا به MCS را به شدت تحریک می­کند.

کسانی که به این نوع آلرژی مبتلا هستند می­توانند از دستگاه­های تصفیه هوا با حجم بالای کربن فعال برای از بین بردن عوامل تحریک کننده در خانه استفاده نمایند.

کربن­‌های میله ­ای (اکسترود شده)  برای تصفیه هوا مناسب می­‌باشند. البته از کربن­‌های گرانولی نیز برای تصفیه هوا می­‌توان استفاده کرد ولی کربن میله‌­ای بسیار کاربردی­تر از کربن گرانولی، برای تصفیه هوا می­باشد.

برای بررسی و خرید کربن فعال پودری به این صفحه در وبسایت اسپوتا مراجعه نمایید.

نقش کربن در احتراق

دی اکسید کربن (CO2) موجب آلودگی جوی و تغییرات آب و هوایی می­‌شود. با مصرف انرژی، میزان دی اکسید کربن در هوا و آلودگی بیشتر شده و کاهش آن دشوارتر خواهد شد. CO2 توسط انواع فعالیت‌های مختلف انسانی از جمله در فرآیند احتراق تولید می­شود.

با توجه به اینکه CO2 یک گاز اسیدی است. کربن های فعال شده متخلخل، با قابلیت انعطاف پذیری بالا در فرآیند جذب CO2 هستند.

کربن­‌های فعال با جذب دی اکسید کربن موجب کاهش آلودگی جوی و تغییرات آب و هوایی می­‌شود.

کاربرد کربن فعال در صنایع تصفیه طلا

کربن فعال ظرفیت قابل توجهی برای جذب دارد. روند فعال سازی به آن یک شبکه متخلخل زیر میکروسکوپی و یک سطح فوق العاده می­‌دهد، که نقاط پیوند زیادی برای مولکول‌­های طلا را فراهم می­کند.

این مولکول‌­ها توسط مولکول‌­های سطح کربن فعال جذب می­‌شوند و به آنها اجازه می‌­دهد برای دفع بعدی کربن فعال شوند.

مدت هاست که کربن فعال به عنوان جاذب در صنعت فرآوری طلا برای بازیابی طلا از عملیات استخراج استفاده می‌­شود. پوسته نارگیل (GAC کربن فعال دانه­‌ای) به دلیل سطح زیاد و سختی استثنایی اصلی­ترین محصول مورد استفاده در تصفیه طلا می­‌باشد.

کربن فعال گلد سرب جاکوبی 6000 (GoldSorb 6000) یک کربن فعال دانه ای با فعالیت بسیار بالا است که با فعال شدن بخار از زغال پوست نارگیل تولید می­‌شود.

این ماده به طور ایده آل برای بازیابی فلزات گران‌بها در انواع اشکال کنتاکتورها دارای ویژگی­های جذب و شستشو مناسب است. GoldSorb 6000 دارای ساختار منافذ بسیار پیشرفت‌ه­ای است که حداکثر جذب را با حفظ سختی بالا در محصول ایجاد می­کند. این منجر به یک مقاومت بالا در برابر فرسایش شده که باعث کاهش هدر رفتن طلا در مدار و در هنگام بازسازی می­شود.

فرآیند بازیابی طلا

برای بازیابی طلا، آب و سیانور مانند سیانور کلسیم، سیانور سدیم یا سیانور پتاسیم به سنگ معدن اضافه می­شوند تا دوغاب تشکیل شود.

طلا از سنگ معدن خارج و با سیانور مخلوط شده و به یک محلول تبدیل می­شود. سپس از کربن فعال برای جداسازی و ذخیره طلا استفاده می‌شود.

استخراج فلز

استفاده از کربن فعال در اتمام فلزات برای تصفیه محلول­های آبکاری است. این روش اصلی تصفیه برای حذف ناخالصی­های آلی از محلول­های روشن آبکاری است.

به دلیل عبور جریان مستقیم و واکنش­های الکترولیتی اکسیداسیون آند و کاهش کاتدی، مواد شیمیایی آلی به محلول­های آبکاری برای بهبود کیفیت رسوبات و افزایش خصوصیات از جمله افزودنی­های آلی تولید ناخواسته تجزیه می­شوند.

در محلول تجمع بیش از حد آنها می­تواند بر کیفیت آبکاری و خصوصیات فیزیکی فلز رسوب شده تأثیر منفی بگذارد. کربن فعال چنین ناخالصی‌هایی را از بین برده و عملکرد آبکاری را به سطح مطلوب برمی­گرداند.

کاربرد کربن فعال در صنایع تصفیه فاضلاب

فاضلاب صنعتی و شهری می­تواند حاوی ناخالصی­های زیادی باشد که به گروه­های مختلف آلاینده تقسیم می­شوند، مانند مواد محلول و حل نشده، مواد آلی قابل تجزیه، مواد آلی پایدار، عناصر غذایی گیاهان، فلزات سنگین و نمک هدف از تصفیه فاضلاب از بین بردن این موارد و بازیابی کیفیت آب طبیعی است.

آلودگی ها معمولا با فرآیندهایی مانند لخته سازی، رسوب گذاری و یا تصفیه بیولوژیکی از قبل تمیز می­شوند.

از کربن فعال معمولا در آخرین مرحله پردازش استفاده می­شود تا سخت­ترین ناخالصی­ها مانند آلاینده­های ریز دارویی را از بین ببرد.

عملکرد کربن فعال در تصفیه فاضلاب:

• حذف مواد آلی و شیمیایی و رنگ دهنده­ها
• کاهش مواد کمیاب مانند مواد شیمیایی یا دارویی
• کاهش عظیم COD باقیمانده

سفید کردن دندان

زغال فعال برای سفید کردن دندان برای کسانی که به دنبال طبیعی تر شدن جایگزین سفیدکاری در خانه هستند روند رو به رشدی است.

کربن فعال برای از بین بردن لکه های دندانهاییاز طریق کشیدن سیگار یا مصرف مواد غذایی و نوشیدنی مانند قهوه و همچنین تغییر رنگ دندان در اثر پیری استفاده می شود.

فیلتر هوا در ماسک­های گاز و دستگاه تنفس

کیفیت هوا که به طور فزاینده­ای در نتیجه آلودگی ناشی از فعالیت­های انسانی باعث آلودگی می­شود، این یک امر نگران کننده در کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه است.

تاثیر آلودگی هوا خصوصا برای سلامتی اجتناب ناپذیر است. یکی از روش­های جلوگیری از به خطر افتادن سلامتی انسان در مقابل کیفیت هوا، استفاده از ماسک­های تنفسی و دستگاه­های تنفس طراحی شده با قابلیت جذب گازهای سمی توسط کربن­های فعال، در هوای محیط است. کربن­ های فعال گازهای سمی، باکتری، گرد و غبار هوا را در خود جذب نموده و از ورود آنها به بدن جلوگیری می­کند.

جمع بندی

اسپوتا به عنوان بزرگترین تأمین کننده کربن فعال در ایران این مقاله را در راستای ارائه مطالبی درباره کاربرد کربن فعال در صنایع ذخیره سازی متان و هیدروژن، تصفیه هوا، تصفیه طلا، تصفیه فاضلاب و سفید کردن دندان ها برای شما گردآوری کرده است.

از کربن فعال در صنایع دیگر نیز استفاده می‌کنند که در مقاله های آتی به بررسی آنها خواهیم پرداخت.