کربن فعال چیست؟

دسته‌بندی نشده | No comments

کربن فعال ، که به آن زغال فعال نیز گفته می شود ، نوعی کربن فرآوری شده برای داشتن منافذ کوچک و کم حجم است که باعث افزایش سطح سطح برای جذب یا واکنش های شیمیایی می شود . فعال شده است که گاهی اوقات جایگزین فعال .

با توجه به درجه بالای ریز، یک گرم کربن فعال دارای یک سطح در بیش از 3000 متر 2 (32،000 فوت مربع) به عنوان گاز تعیین جذب . یک سطح فعال سازی کافی برای کاربردهای مفید فقط از سطح بالا حاصل می شود. درمان شیمیایی بیشتر اغلب باعث افزایش خواص جذب می شود.

کربن فعال معمولاً از ذغال سنگ است . هنگامی که از زغال سنگ مشتق می شود به آن زغال سنگ فعال گفته می شود . کک فعال از کک گرفته می شود .
استفاده
از کربن فعال شده در ذخیره سازی متان و هیدروژن استفاده می شود ، از تصفیه هوا ، بازیابی حلال ، کافئین زدایی ، تصفیه طلا ، استخراج فلزات ، تصفیه آب ، دارو ، تصفیه فاضلاب ، فیلترهای هوا در ماسک های گاز و تنفس ، فیلترها در هوای فشرده ، سفید کردن دندان ها ، تولید کلرید هیدروژن در کاربردهای تاریک و بسیاری دیگر.

کاربرد صنعتی
یکی از کاربردهای مهم صنعتی شامل استفاده از کربن فعال در اتمام فلز برای تصفیه محلولهای آبکاری است. به عنوان مثال ، این روش اصلی تصفیه برای از بین بردن ناخالصی های آلی از محلول های آبکاری نیکل روشن است. انواع شیمیایی آلی برای بهبود کیفیت رسوب آنها و افزایش خواصی مانند روشنایی ، صافی ، انعطاف پذیری و غیره به محلولهای آبکاری اضافه شده است که به دلیل عبور واکنش های جریان مستقیم و الکترولیتی اکسیداسیون آندی و کاهش کاتدیک ، افزودنی های آلی محصول تجزیه ناخواسته ای را ایجاد می کنند در راه حل ساخت بیش از حد آنها می تواند بر کیفیت آبکاری و خصوصیات بدنی فلز رسوب شده تأثیر منفی بگذارد. تصفیه کربن فعال چنین ناخالصی ها را از بین می برد و عملکرد آبکاری را به سطح دلخواه باز می گرداند.

کاربردهای پزشکی
مقاله اصلی: ذغال فعال (دارویی)

ذغال فعال برای استفاده پزشکی
از کربن فعال برای درمان مسمومیت ها و مصرف بیش از حد دوز در هنگام مصرف خوراکی استفاده می شود . قرص ها یا کپسول های کربن فعال در بسیاری از کشورها به عنوان یک داروی بدون نسخه برای معالجه اسهال ، سوء هاضمه و نفخ مصرف می شود . با این حال ، زغال چوب فعال هیچ تاثیری در گاز روده و اسهال نشان نمی دهد ، و به طور معمول از نظر پزشکی بی اثر است اگر مسمومیت ناشی از مصرف داروهای خورنده مانند قلیاها و اسیدهای قوی ، آهن ، اسید بوریک ، لیتیوم ، فرآورده های نفتی یا الکل باشد. کربن فعال مانع از جذب این مواد شیمیایی در بدن انسان نمی شود. این روی استلیست داروهای ضروری سازمان بهداشت جهانی ، ایمن ترین و موثرترین داروهای مورد نیاز در یک سیستم بهداشتی است .

به ویژه در برابر مسمومیت های اسیدهای قوی یا قلیایی ، سیانید ، آهن ، لیتیوم ، آرسنیک ، متانول ، اتانول یا اتیلن گلیکول بی اثر است .

استفاده نادرست (به عنوان مثال در ریه ها ) منجر به آسپیراسیون ریوی می شود که در صورت عدم شروع درمان فوری ، بعضی اوقات می تواند کشنده باشد.

برنامه های کاربردی شیمی تحلیلی
کربن فعال ، در ترکیب 50٪ وزنی / وزنی با celite ، به عنوان فاز ثابت در جداسازی کروماتوگرافی کم فشار از کربوهیدرات ها (مونو ، دی- ، تری ساکاریدها ) با استفاده از محلول های اتانول (5-50٪) به عنوان فاز متحرک در استفاده می شود. پروتکل های تحلیلی یا مقدماتی.

کربن فعال برای استخراج ضد انعقادهای خوراکی مستقیم (DOAC) مانند dabigatran ، apixaban ، rivaroxaban و edoxaban از نمونه های پلاسما خون مفید است. برای این منظور ، آن را به “minitablets” ساخته شده است ، هرکدام حاوی 5mg کربن فعال شده برای درمان نمونه های 1 میلی لیتری است (DOAC Stop ،). از آنجا که این کربن فعال هیچ تاثیری در فاکتورهای لخته شدن خون ندارد ، هپارین یا سایر داروهای ضد انعقاد دیگر این اجازه می دهد تا یک نمونه پلاسما برای ناهنجاری هایی که توسط DOAC ها تحت تأثیر قرار می گیرند ، تجزیه و تحلیل شود.

برنامه های محیطی

کربن فعال معمولاً در سیستم های تصفیه آب استفاده می شود. در این تصویر ، کربن فعال در سطح چهارم است (از پایین شمارش می شود).
جذب کربن کاربردهای زیادی در از بین بردن آلاینده ها از جریان هوا یا آب در مزرعه و فرآیندهای صنعتی از قبیل:

پاکسازی نشت
اصلاح آبهای زیرزمینی
تصفیه آب آشامیدنی
تصفیه هوا
ترکیبات آلی فرار از نقاشی ، تمیز کردن خشک ، عملیات پخش بنزین و سایر فرآیندهای موجود جذب می شوند
بازیابی ترکیبات آلی فرار (سیستم های بازیابی حلال ، SRU) از بسته بندی های انعطاف پذیر ، تبدیل ، پوشش و فرآیندهای دیگر.
در حین اجرای اولیه قانون آب آشامیدنی سالم در سال 1974 در ایالات متحده ، مقامات EPA قانونی را تدوین کردند که پیشنهاد می کند به سیستم های تصفیه آب آشامیدنی برای استفاده از کربن فعال دانه ای نیاز است. به دلیل هزینه بالای آن ، به اصطلاح قانون GAC با مخالفت شدیدی در سراسر کشور از صنعت آبرسانی از جمله بزرگترین کارخانه آب در کالیفرنیا روبرو شد. از این رو ، آژانس این قانون را کنار گذاشت. فیلتراسیون کربن فعال به دلیل ماهیت چند منظوره ، یک روش تصفیه آب مؤثر است. انواع خاصی از روش ها و تجهیزات تصفیه کربن فعال وجود دارد که بسته به نوع آلودگی موجود ، نشان داده می شوند.

از کربن فعال نیز برای اندازه گیری غلظت رادون در هوا استفاده می شود.

کشاورزی استفاده می کند
کربن فعال (ذغال سنگ) ماده ای مجاز است که توسط کشاورزان ارگانیک در تولید دام و تولید شراب مورد استفاده قرار می گیرد . در تولید دام از آن به عنوان یک سموم دفع آفات ، مواد افزودنی خوراک دام ، کمک به فرآوری ، ماده غیر آبرسانی و ضد عفونی کننده استفاده می شود. در شراب سازی آلی ، کربن فعال برای استفاده به عنوان ماده فرآوری برای جذب رنگهای قهوه ای رنگ از کنسانتره انگور سفید مجاز است. بعضی اوقات به عنوان بیوشار مورد استفاده قرار می گیرد برای اطلاعات بیشتر بر روی این لینک کلیک کنید

تصفیه مشروبات الکلی مقطر
همچنین ببینید: فرآیند شهرستان لینکلن
فیلتر کربن فعال (فیلتر AC) را می توان به فیلتر استفاده می شود ودکا و ویسکی از آلی ناخالصی که می تواند رنگ، طعم، و بو است. عبور یک ودکا ناخالصی ارگانیک از طریق فیلتر کربن فعال با سرعت مناسب باعث می شود که ودکا با مقدار الکل یکسان و به طور قابل توجهی خلوص آلی افزایش یابد ، همانطور که بو و طعم قضاوت می کند.

ذخیره سازی سوخت
تحقیقات در مورد آزمایش توانایی های مختلف کربن فعال در ذخیره سازی گاز طبیعی و گاز هیدروژن انجام شده است . ماده متخلخل مانند انواع اسفنج برای انواع مختلف گاز عمل می کند. این گاز از طریق نیروهای Van der Wals به ماده کربن جذب می شود . برخی از کربن ها قادر به دستیابی به انرژی های اتصال 5-10 کیلوژول در هر مول بودند. سپس ممکن است این گاز در صورت قرار گرفتن در معرض دمای بالاتر دفع شود و یا برای انجام کار یا در صورت گاز هیدروژن که برای استفاده در یک سلول سوخت هیدروژن استخراج می شود ، احتراق می شود.. ذخیره گاز در کربن های فعال یک روش ذخیره سازی بنزین جذاب است زیرا این گاز را می توان در محیط کم فشار ، جرم کم ، با حجم کم نگهداری کرد که بسیار مقرون به صرفه تر از مخازن تحت فشار زیاد در وسایل نقلیه باشد. وزارت انرژی ایالات متحده آمریکا به اهداف خاص در منطقه از تحقیق و توسعه از مواد کربن نانو متخلخل به دست آورد را مشخص کرده است. همه اهداف هنوز برآورده نشده اند ، اما نهادهای بی شماری از جمله برنامه ALL-CRAFT همچنان به کار خود در این زمینه امیدوار کننده ادامه می دهند.

تصفیه گاز
فیلترهایی که کربن فعال دارند معمولاً در تصفیه هوا و تصفیه گاز مورد استفاده قرار می گیرند تا بخارات روغن ، بو و سایر هیدروکربن ها از هوا خارج شود. رایج ترین طرح ها از یک اصل فیلتراسیون 1 مرحله ای یا 2 مرحله ای استفاده می کنند که در آن کربن فعال در محیط فیلتر تعبیه شده است.

از فیلترهای کربن فعال برای حفظ گازهای رادیواکتیو موجود در هوا که از یک کندانسور توربین راکتور آب جوش هسته ای خالی شده استفاده می شود. تخت های بزرگ ذغال سنگ این گازها را جذب می کنند و آنها را در حالی که به سرعت در معرض گونه های جامد غیر رادیواکتیو قرار می گیرند حفظ می کند. مواد جامد در ذرات ذغال به دام می افتند ، در حالی که هوای فیلتر شده از آن عبور می کند.

تصفیه شیمیایی
کربن فعال معمولاً در مقیاس آزمایشگاهی برای خالص سازی محلولهای مولکولهای آلی حاوی ناخالصیهای آلی رنگی ناخواسته استفاده می شود.

فیلتراسیون بر روی کربن فعال در فرآیندهای ریز شیمیایی و دارویی در مقیاس بزرگ برای همین منظور استفاده می شود. کربن یا با محلول مخلوط می شود و سپس در یک فیلتر فیلتر می شود یا بی حرکت می شود.

جیوه شستشو
کربن فعال ، غالباً با گوگرد یا ید تزریق می شود ، به طور گسترده ای برای به دام انداختن انتشار جیوه از نیروگاه های زغال سنگ ، سوزاندن پزشکی و از گاز طبیعی در چاه استفاده می شود. این کربن محصولی خاص است که بیش از 4.00 دلار در هر کیلوگرم هزینه دارد.

از آنجا که اغلب بازیافت نمی شود ، کربن فعال شده با جیوه معضل دفع را ارائه می دهد. اگر کربن فعال حاوی کمتر از 260 ppm جیوه باشد ، مقررات فدرال ایالات متحده اجازه می دهد تا برای دفن زباله تثبیت شود (به عنوان مثال در بتن به دام افتد). با این وجود ، زباله های حاوی بیشتر از 260 ppm در زیر مجموعه جیوه بالا در نظر گرفته می شود و ممانعت از دفن زباله (قانون سرزمین ممنوع). این ماده اکنون در انبارها و معادن متروکه با سرعت تقریبی 100 تن در سال جمع می شود.

مشکل دفع کربن فعال شده با جیوه مختص ایالات متحده نیست. در هلند ، این جیوه تا حد زیادی بهبود می یابد و کربن فعال با سوختن کامل ، با تشکیل دی اکسید کربن (CO2) دفع می شود.

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>