کربن فعال چگونه کار می کند

کربن فعال ماده ای با ساختار بسیار متخلخل و سطح ویژه بزرگ است که دارای ظرفیت جذب عالی و واکنش پذیری شیمیایی است. قبل از درک نحوه عملکرد کربن فعال، ابتدا لازم است مفاهیم جذب و خواص سطح را درک کنیم.

 

 

جذب فرآیندی است که طی آن یک گاز، مایع یا ماده محلول از یک محیط (مانند آب، هوا) روی سطح جامد جذب می‌شود. ساختار متخلخل کربن فعال به آن سطح بزرگتری می دهد و سطح تماس بزرگی برای جذب مواد ایجاد می کند.

 

اصل کار زغال چوب فعال را می توان به جنبه های زیر خلاصه کرد:

 

1. جذب فیزیکی: کربن فعال مولکول‌های سطح خود را از طریق جذب فیزیکی جذب می‌کند. این به دلیل سطح ویژه بسیار بالا و تعداد زیادی ریز منافذ و ساختارهای مزوپور فعال کربن فعال است. هنگامی که مولکول های گاز یا مواد محلول با سطح کربن فعال برخورد می کنند، به دلیل نیروی جاذبه و نیروی موجود بر روی سطح جاذب، در منافذ کربن فعال جذب می شوند.

 

2. جذب شیمیایی: علاوه بر جذب فیزیکی، کربن فعال می تواند مولکول ها را با جذب شیمیایی نیز جذب کند. این به دلیل این واقعیت است که برخی از گروه های عامل شیمیایی (مانند هیدروکسیل، کربوکسیل و غیره) روی سطح کربن فعال می توانند با انواع خاصی از مولکول ها واکنش شیمیایی دهند. این جذب شیمیایی می تواند ظرفیت جذب کربن فعال را برای برخی مواد آلی افزایش دهد.

 

3. مشخصات سطحی: سطح کربن فعال دارای ویژگی های بار مشخصی است. این بارهای سطحی می توانند به صورت الکترواستاتیکی با یون ها یا مولکول های باردار در محلول برهم کنش دهند. بسته به خواص شیمیایی و ساختار فیزیکی سطح کربن فعال، موادی با خواص الکتریکی خاص می توانند به طور انتخابی جذب یا حذف شوند.

 

انواع مختلفی از کربن فعال را می توان برای انواع مختلفی از آلاینده ها طراحی کرد. به عنوان مثال، برخی از کربن‌های فعال در جذب ترکیبات آلی فرار (VOCs) یا مواد بدبو بهتر عمل می‌کنند، در حالی که برخی دیگر ظرفیت جذب انتخابی بالاتری برای موادی مانند یون‌های فلزات سنگین یا بقایای آفت‌کش‌ها دارند.

 

عملکرد کربن فعال ارتباط نزدیکی با خواص فیزیکی و شیمیایی و شرایط کاربرد آن دارد. عوامل موثر بر عملکرد جذب کربن فعال شامل توزیع اندازه منافذ، مساحت سطح ویژه، حجم منافذ و غیره می باشد. علاوه بر این، ظرفیت جذب و راندمان کربن فعال نیز تحت تأثیر عواملی مانند دما، رطوبت، غلظت املاح و زمان تماس است. .

 

در مجموع، کربن فعال می‌تواند گازها، مایعات یا مواد محلول را از طریق مکانیسم‌های جذب فیزیکی و جذب شیمیایی از طریق ساختار متخلخل و سطح ویژه عظیم خود، جذب کند. این فرآیند به نیروهای برهمکنش بین مواد و خواص سطوح کربن فعال متکی است. اصل کار کربن فعال این است که ساختار و خواص منحصر به فرد آن آن را به یک جاذب موثر تبدیل می کند که به طور گسترده در تصفیه آب، تصفیه هوا و سایر کاربردهای محیطی استفاده می شود.