أصول الكربون المنشط وكيفية تصنيعه

المواد العضوية عند حرقها تولد الكربون. لإنشاء الكربون المنشط، يجب أن تكون المادة المصدرية للمادة العضوية كربونية. بمعنى آخر، أنت بحاجة إلى مادة مصدر تنتج الكثير من الفحم عند حرقها. بعض المواد الشائعة المستخدمة لصنع الفحم المنشط تشمل قشرة جوز الهند، ونشارة الخشب، والخشب، والخيزران، وخث الصفصاف، وجوز الهند، وحفر الخوخ، والزفت البترولي، والفحم. بمجرد حرق هذه المواد تحصل على الفحم. ومع ذلك، فإن هذا الفحم ليس كربونًا منشطًا بعد. إنهم بحاجة إلى الخضوع لعملية "التنشيط" لإنشاء ملايين المسام الصغيرة على سطحه. حتى الآن، هناك طريقتان فقط "للتنشيط"؛ التنشيط الحراري أو الكيميائي.

التنشيط الحراري

كما يمكنك تخمين اسمه، يتضمن التنشيط الحراري استخدام الحرارة لإنشاء مسام في سطح الكربون أو الفحم. ولكي نكون أكثر دقة، يتعرض الكربون أو الفحم للغازات الساخنة والبخار. تتضمن عملية التنشيط الحراري بأكملها تقليل الرطوبة، وتقليل المواد المتطايرة، والكربنة، والمعالجة بالبخار. تشمل الغازات المستخدمة في التنشيط الحراري الكربون أو النيتروجين أو الأرجون.

التنشيط الكيميائي

يستخدم التنشيط الكيميائي، أيضًا من الاسم نفسه، مواد كيميائية لإنشاء مسام دقيقة من الكربون المنشط. قبل أن تتحول المادة العضوية إلى كربون. تضاف المواد الكيميائية، عادة قاعدة قوية أو حمض أو ملح، إلى المادة العضوية. عندما يتم حرق المادة العضوية المعالجة كيميائيًا لتكوين الفحم، تحصل على الفحم المنشط أو الكربون المنشط بدلاً من ذلك.

كيف يعمل الكربون المنشط؟

كما ذكرنا سابقًا، يتم استخدام الكربون المنشط في مجموعة واسعة من التطبيقات نظرًا لمساحة سطحه الكبيرة. أحد التطبيقات الشائعة للكربون المنشط هو في المرشحات. عندما يتلامس السائل أو الهواء مع الكربون المنشط، فإن المسام الدقيقة الموجودة في سطحه تلتقط وتحبس الجزيئات الموجودة في السائل أو الهواء. يمكن أن تكون هذه الجزيئات أي شيء، بما في ذلك الملوثات، ولكن ليس الماء أو الهواء. في جوهر الأمر، الكربون المنشط قادر على امتصاص المواد الكيميائية غير المرغوب فيها الموجودة في كل من الهواء والماء. وبصرف النظر عن ذلك، يمكن للكربون المنشط أن يعمل كمحفز أو شيء يشجع التفاعلات الكيميائية. على سبيل المثال، الكلور هو مطهر يتم خلطه بالماء ولكن عندما يتلامس مع الكربون المنشط فإنه يتفاعل معه ويولد أيونات الكلوريد كمنتج ثانوي. خاصية الكربون المنشط هذه تجعله مادة مناسبة لإزالة الكلور من الماء.

يتمتع الكربون المنشط بالقدرة على إزالة مجموعة واسعة من الملوثات من الهواء والماء. ومع ذلك، فإن قدرتها على إزالة هذه الملوثات تتأثر بشكل كبير بعوامل مثل كمية الملوثات الموجودة، ودرجة الحرارة، والحموضة، ومدة الاتصال. ومن المهم أيضًا ملاحظة أن هناك أنواعًا مختلفة من الكربون المنشط وكل منها أكثر ملاءمة لغرض معين مقارنة بالباقي. تعتبر هذه الأنواع من الكربون المنشط التي تحتوي على مسام أكبر نسبيًا أكثر ملاءمة لاحتجاز الجزيئات الكبيرة والثقيلة مثل المواد الكيميائية العضوية. ومن ناحية أخرى، فإن تلك الأنواع من الكربون المنشط التي تمتلك مسام أدق مناسبة لامتصاص الملوثات الصغيرة والخفيفة. إن معرفة الكربون المنشط الذي يجب استخدامه أصبح أمرًا سهلاً من قبل الشركات المصنعة حيث غالبًا ما يقومون بتسميتهم بقدرة الامتزاز الخاصة بهم.