روش توليد پارچه كربن فعال در مقياس آزمايشگاهي

روش توليد پارچه كربن فعال در مقياس آزمايشگاهي

کربن اکتیو, کربن فعال, ماسک کربن دار

نويسند‌گان:
مريم قاسمي ] - كارخانجات صنعتي ميلاد، تهران، ايران
سيامك الماسي ] - كارخانجات صنعتي ميلاد، تهران، ايران
فرامرز برنا ] - كارخانجات صنعتي ميلاد، تهران، ايران
محمد حسن شاه محمدي ] - كارخانجات صنعتي ميلاد، تهران، ايران

خلاصه مقاله:

كربن فعال داراي ساختار ميكروكريستالي و غيره گرافتي است و به دليل خلل و فرج بسيار، داراي سطح مخصوص بالايي در حدود m(2)/gr 2000-300 مي باشد. اين سطح مخصوص زياد به كربن فعال اجازه جذب فيزيكي گازها، بخارها و مواد حل شده يا ديسپرس شده در مايعات را مي دهد. پارچه كربن فعال نوع انعطاف پذير و نرمي از كربن فعال و نسل جديد اين محصول مي باشد كه از اهميت بسيار زيادي در صنايع مختلف برخوردار است. پارچه كربن فعال از نظر مكانيكي داراي استحكام كم مي باشد اما ساختاري با تخلخل بالا دارد. سطح مخصوص پارچه كربن فعال بين m(2)/g 2500-500 است. ساختار متخلخل پارچه كربن فعال باعث خاصيت جذب سطحي بالاي آن مي گردد. منافع پارچه كربن فعال نسبت به نوع گرانول كوچكتر و توزيع آن يكنواخت تر مي باشد. همچنين پارچه كربن فعال داراي سطح مخصوص داخلي بسيار وسيعي براي جذب انواع مختلف تركيبات مي باشد. حفره هاي پارچه كربن فعال به صورت ميكروپوروس و به شكل روزنه هايي به وسعت 5/1 نانومتر مي باشد كه بسيار مؤثرتر از حفره هاي موجود در گرانول هاي كربن فعال عمل مي كند. اين ويژگي منحصر به فرد منجر به افزايش چشمگير قابليت جذب مولكول هاي آلوده كننده و نيز واجذب آن ها شده است. ظرفيت جذب پارچه هاي كربن فعال براي گازهاي آلي چندين برابر بيشتر از گرانول كربن فعال مي باشد. پارچه هاي كربن فعال داراي مقاومت حرارتي بالايي بوده و دماي تخريب يا نقطه اشتعال آنها در مجاورت هوا بيش از C ° 500 و تحت اتمسفر گاز خنثي بيش از °C1000 مي باشد. از خواص ديگر پارچه هاي كربن فعال مي توان به مقاومت شيميايي بالا در شرايط اسيد و باز قوي، هدايت الكتريكي خوب، عايق حرارتي خوب، محتواي خاكستر بسيار كم، خنثي و غير سمي بودن اين پارچه اشاره كرد. پارچه هاي كربن فعال تقريبا از 100% الياف كربن متخلخل تشكيل شده و به صورت منسوجات نرم و انعطاف پذير مي باشند. ظرفيت جذب پارچه هاي كربن فعال 10 برابر بيشتر از ساير اشكال كربن فعال (گرانول، پودر، ذرات كروي) مي باشد. پارچه هاي كربن فعال داراي مصارف بسيار گسترده اي در زمينه هاي مختلف مي باشند. از جمله كاربردهاي رايج اين محصولات عبارتند از : تصفيه آب، خالص سازي حلال هاي آلي، تصفيه هوا، استفاده از محصولات ايمني براي محافظت در برابر گازهاي سمي، ماسك هاي گاز، لباس هاي محافظ و فيلترهاي سيگار، مهندسي محيط زيست، استخراج و بازيابي فلزات با ارزش، استفاده در صنايع پزشكي و دارويي، جذب عوامل راديواكتيو، استفاده در صنايع الكترونيكي، پد حرارتي – الكتريكي، مواد عايق حرارتي، صنايع غذايي، مصارف بيوشميايي در حال حاضر منابع مختلفي براي توليد پارچه هاي كربن فعال وجود دارد. اما معمولا از الياف و پارچه هاي ويسكوز و اكريليك براي توليد پارچه هاي كربن فعال استفاده مي شود. براي توليد پارچه هاي كربن فعال با توجه به الياف اوليه مصرفي روش هاي متعددي وجود دارد. در تمام اين روش ها دو مرحله اساسي كربونيزاسيون و فعال سازي بر روي پارچه اوليه صورت مي گيرد. اين عمليات معمولا تحت اتمسفر خنثي انجام مي شود تا از اكسيداسيون توسط اكسيژن جلوگيري شود. براي بهبود خواص محصول نهايي، از جمله استحكام، نرمي و قابليت انعطاف، افزايش سطح مخصوص، كنترل اندازه منافذ و غيره، مراحل ديگري نيز انجام مي شود. كربونيزاسيون و فعال سازي پارچه ها در كوره مخصوص و مناسب براي اين كار انجام مي شود.