کربن اکتیو جاکوبی در کشور سوئد تولید می‌شود که از پرکاربردترین نوع کربن‌های فعال موجود است. کربن اکتیو از طریق فرایند بخار بر روی نوع خاصی از زغال سنگ‌های بیتومن تولید می‌شود. عنصر کربن فعال دارای گریدهای متفاوتی است که علاوه بر قدرت بالای جذب سطحی، از استحکام مکانیکی بالایی نیز برخوردار هستند. در این مقاله ویژگی‌ها، مزایا و کاربردهای این نوع کربن اکتیو را بررسی می‌کنیم.
کربن اکتیو جاکوبی و ویژگی‌های آن چیست؟
کربن اکتیو، یک کربن فعال بسیار اقتصادی با فعالیت متوسط و استاندارد است که از زغال سنگ‌های بیتومینه یا زغال سنگ‌های قیری با روش‌های فعال‌سازی با بخار تهیه و تولید می‌شوند. این زغال فعال به طور خاص برای تصفیه آب ( هم در مصارف انسانی، هم در مصارف صنعتی) تولید می‌شود. این کربن تعادل کامل بین جذب و منافذ حمل و نقل را در طیف گسترده‌ای از کاربردهای تصفیه آب فراهم می‌کند.
در فرایند تولید کربن فعال، یک ساختار متخلخل ایجاد می‌کند که می‌تواند به طور موثری مواد آلی محلول، آفت‌کش‌ها و مواد شیمیایی که در منابع آب خام وجود دارد را حذف کند. لازم به ذکر است که کربن اکتیو در بسته‌بندی‌های ۲۵ و ۵۰۰ کیلوگرمی موجود است.
مزیت‌ها
از مزیت‌های کربن اکتیو تنوع بالا و همچنین ماده اولیه تشکیل دهنده آن است که منشا گیاهی دارد. برای تهیه کربن اکتیو جاکوبی از زغال پوسته نارگیل استفاده می‌شود که در تماس با آب هیچ نوع ماده شیمیایی مضری تولید نمی‌کند. از دیگر مزیت‌های کربن فعال این است که انواع مختلفی دارد.
کاربردها
همان طور که گفتیم کربن اکتیو Jacobi کاربردهای بسیاری دارد که در ادامه به چند نمونه از این کاربردها اشاره می‌کنیم:
- برای تصفیه آب شهری
- در تولید آب تصفیه شده برای آب شرب و استفاده در صنایع تولیدی
- برای حذف کلر از آب‌های فرایندی
- استفاده در دستگاه‌های تصفیه آب صنعتی و خانگی برای حذف رنگ، بو و طعم آب
- برای ساخت و تولید دارو
- نقش موثر در بازیافت طلا
- استفاده در رنگ‌زدایی از قند و شکر
- تاثیر در بهبود رنگ و طعم نوشیدنی و آب میوه‌ها
- استفاده در تصفیه آب آکواریوم، استخر و آب‌های صنعتی
- استفاده در سیستم‌های تصفیه هوا
البته موارد بالا فقط تعدادی از کاربردهای کربن فعال در صنایع مختلف بود. این ماده در صنایع آرایشی و بهداشتی، کشاورزی، استخراج فلزات و قیرسازی و غیره کاربرد دارد و مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در تعیین کیفیت جذب کربن اکتیو جاکوبی چه معیارهایی موثر است؟
پارامترهای مختلفی بر کیفیت کربن اکتیو تاثیرگذار هستند. این پارامترها عبارتند از:
- عدد یدی
این عدد نشان‌دهنده مقدار تخلخل کربن اکتیو است. عدد یدی کربن اکتیو از طریق جذب ید اندازه‌گیری و بر حسب میلی‌گرم ید بر گرم کربن مشخص می‌شود. با توجه به اندازه مولکول‌های ید باید گفت هر چه این عدد بالاتر باشد، فعالیت کربن فعال به خصوص برای جذب مواد با وزن مولکولی کمتر و با قطر کمتر از 20 آنگستروم بیشتر است.
- عدد ملاس
توانایی کربن فعال برای جذب مولکول‌های بزرگ‌تر از 20 آنگستروم را با این عدد نشان می‌دهند.
- عدد تانین
این عدد قابلیت کربن اکتیو جاکوبی در جذب مخلوط مولکول‌های بزرگ و متوسط را نشان می‌دهد که واحد آن بر حسب قسمت در میلیون است.
- عدد متیلن بلو
میزان قابلیت کربن فعال در جذب مولکول‌هایی با اندازه متوسط را نشان می‌دهد.
- کلر زدایی
از روش‌های ارزیابی کلرهای موجود در آب، نیمه عمر کلرزدایی آنها است. این روش نشان‌دهنده میزان راندمان حذف کلر توسط کربن فعال است. عمق کربن لازم برای کاهش سطح کلر موجود در جریان آب از مقدار 5 به 5.3 قسمت در میلیون است.
- چگالی ظاهری
مقدار چگالی ظاهری کربن فعال بین 2000 تا 2100 کیلوگرم بر متر مکعب است. اما به این دلیل که ساختار کربن فعال متخلخل است، مقدار زیادی از این حجم را فضای خالی و هوا تشکیل می‌دهد. پس چگالی واقعی آن کمتر از 400 تا 500 کیلوگرم بر متر مکعب است.
- عدد ساییدگی یا سختی
مقدار مقاومت کربن فعال در برابر ساییدگی و حفظ ساختار و استحکام آن توسط این عدد نشان داده می‌شود. این میزان سختی و ساییدگی به مواد اولیه خام و میزان فعالیت آنها بستگی دارد.
عوامل موثر دیگر بر کیفیت جذب کربن اکتیو جاکوبی
از دیگر عوامل موثر بر کیفیت جذب کربن فعال به موارد زیر می‌توان اشاره کرد:
- میزان خاکستر
درست شدن خاکستر باعث کاهش فعالیت کلی کربن و کارایی آن می‌گردد. میزان خاکستر محلول در اسید یا آب از خاکستر کل بسیار مهم‌تر است. کربن اکتیو با مقدار کم خاکستر محلول معمولا برای مصارف دریایی و آب تازه استفاده می‌شود از مسمومیت با فلزات سنگین و هم چنین رشد گیاه و جلبک جلوگیری می‌کند. برای اندازه‌گیری مقدار خاکستر کربن فعال از روش‌های استاندارد ASTM استفاده می‌کنند.
- فعالیت تتراکلریدی کربن فعال
میزان تخلخل کربن اکتیو Jacobi با جذب بخار تتراکلرید اشباع شده اندازه‌گیری می‌شود.
- توزیع اندازه ذرات
هر چه سایز کربن فعال کوچک‌تر باشد، باعث دست‌یابی بهتر به سطح تماس کربن فعال و سرعت جنبشی جذب بیشتر می‌گردد. سایز ذرات کربن اکتیو در محدوده 1.4 تا 3.35 میلی‌متر است که برای جذب مواد معدنی طلا بسیار مناسب است. این نکته را باید بدانید برای جداسازی مواد معدنی از کربن فعال با سایز کمتر از 1 میلی‌متر نباید استفاده کرد.
- میزان PH
نشان‌دهنده میزان اسیدی یا بازی بودن کربن فعال میزان PH آن است. PH کربن اکتیو معمولا بین 9 تا 11 است.
- میزان رطوبت
رطوبت موجود در کربن فعال نشان‌دهنده مقدار آبی است که در شرایط استاندارد به صورت فیزیکی با کربن پیوند برقرار می‌کنند. میزان مجاز رطوبت در محدوده بین 3 تا 6 درصد است.
کلام آخر
در این مقاله مزایا و ویژگی‌ها و پارامترهای موثر بر کربن اکتیو را بررسی کرده و نکات مربوط به هر کدام از این موارد را بازگو کردیم. کربن فعال یا اکتیو از متداول‌ترین جاذبهای موجود در بازار ایران و جهان است که در صنایع مختلف کاربردهای بسیار متنوعی دارند. بسیاری از افراد به دنبال خرید کربن اکتیو جاکوبی اصل هستند که قیمت مناسبی داشته باشد.
این کربن‌ها جاذبهای عالی برای بازیابی حلال‌های آلی، فلزات گرانبها و گوگرد هستند. همانطور که گفتیم کربن‌های فعال می‌توانند باعث تقویت انواع واکنش‌های سطحی را شوند 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 استفاده شوند.