کربن فعال
منابع اولیه برای تولید کربن فعال شامل زغال، پوسته نارگیل و چوب میباشد که بصورت گسترده ای در دسترس هستند. به منظور تبدیل این متریال به کربن فعال در ابتدا به زغال تبدیل می شوند. در ادامه فرایند مواد بوسیله بخار یا در اثر دما بالا فعال می شوند. این عمل باعث افزایش فوق العاده زیاد سطح تماس مواد و افزایش میزان تخلخل آن می شود. این فرایند باعث می شود که سطح تماس کربن به چیزی حدود ۳۰۰ تا ۲۰۰۰ برسد. شبکه پرزی آن نیز باعث جذب آلودگی گاز و یا مایعات می شود.
فرایند فعال سازی
در فرایند فعال سازی متریال هایی مانند چوب، پوسته نارگیل و یا زغال ، ابتدا توسط بخار به منظور تبدیل آن ها به زغال کربن دهی می شوند. فرایند کربن دهی یا کربنازیسیون در دمای حدود ۵۵۰ درجه سانتیگراد و عاری از اکسیژن انجام می شود. در این فرایند تمامی ترکیبات ارگانیک موجود در برگ ها و شاخه ها را کشیده شده و کربن و مواد معدنی را از آن زدوده می شود.
فعال سازی با استفاده از بخار
دما در فعال سازی متریال زغال شده بوسیله بخار میتواند تا ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد بالا رود. واکنش فعال سازی زغال توسط بخار را میتوان اینچنین تشریح کرد:
C + H۲O => CO + H۲
C + CO۲ => 2 CO
فرایند فعال سازی را میتوان به منظور تولید انواع مختلف کربن فعال تنظیم نمود. پارامترهایی مانند تمرکز بخار، زمان فعال سازی و تراکم
CO2 در این روند نقش دارند که طی آن میزان پرز و سطح تماس محصول نهایی متغیر می شود.
فعال سازی شیمیایی
فرایند فعال سازی کربن فعال را میتوان با استفاده از عناصر شمیایی مانند دی اکسید کربن و یا نیتروژن (با یا بدون اسید های قوی مانند اسید هیدرواکسید) و یا پایه ها (هیدروکسید پتاسیم) انجام داد. استفاده از مواد شیمیایی متفاوت میتواند در ویژگی های نهایی کربن تاثیر گذار باشد.
انواع کربن فعال
کربن فعال دانه ای
این نوع کربن دارای دانه ای با ابعاد ۰.۲ تا میلیمتر۵ می باشد. برای مصارف مرتبط با آب آشامیدنی معمولا اندازه ذرات بین ۰.۸۰ تا ۱ میلیمتر استفاده میشود) این نوع کربن فعال در ۲ فاز گاز یا مایع استفاده می شود.
کربن فعال پود شده
این نوع توسط آسیاب های میکرونیزه (بعد از گذر از فرایند فعال سازی) آسیاب شده و معمولا برای استفاده در مایعات و یا تصفیه گاز دودکش ها از آن استفاده می شود.
کربن فعال گلوله یا کشیده شده
در این نوع، کربن فعال بصورت استوانه ای، شکل داده می شود و ابعاد آن از ۰.۸ تا ۵ میلیمتر می باشد. به دلیل دارا بودن ویژگی هایی نظیر افت فشار کم، قدرت مکانیکی بالا و غبار کم، در فاز های گاز استفاده می شوند.
