نماد سایت خبرگزاری سیناپرس

تولید کربن فعال از چوب درختان مرده

هرساله مقدار چشم­گيری از درختان مرکبات و نيز ساير درختان در مناطق مختلف به دليل کم‌آبی، بالا رفتن سن درختان و نيز موضوع هرس کردن آن­ها، خشک‌شده و به چوب خشک تبديل مي­شوند.

در بسياری از موارد، اين درختان به‌درستی مورداستفاده اقتصادی قرار نمي‌­گيرند. درحالی­‌که به­‌واسطه سختي ذاتي چوب اين درختان، بستر خوبي برای توليد «کربن فعال» از اين درختان خشک و ضايعاتي فراهم مي­‌شود که به‌عنوان يک جاذب، دارای کاربردهای مهم و حياتي است.

«کربن فعال»، به گروهي از مواد اطلاق مي­‌شود که مساحت یا سطح داخلي بالا، تخلخل و قابليت جذب گازها و مايعات شيميايي را دارند و از سوختن هر ماده دارای کربن، توليد مي­‌شود.

«کربن فعال»، به گروهي از مواد اطلاق مي­‌شود که مساحت یا سطح داخلي بالا، تخلخل و قابليت جذب گازها و مايعات شيميايي را دارند و از سوختن هر ماده دارای کربن، توليد مي­‌شود.

کربن فعال‌شده دارای کاربردهای زيادی است ازجمله مصارف آن در تصفيه آب­‌ها (آب شرب، آب آکواريوم و آب­‌های صنعتي) ازنظر رنگ و طعم، رنگ‌زدایی از قند و شکر، بازيافت طلا، به سازی رنگ طعم‌دهنده در نوشیدنی‌ها و آب‌میوه‌ها، استفاده در دستگاه‌های تصفیه‌کننده هوا، خوش‌بوکننده‌ها، همچنين داروهای سم‌زدا و تصفيه­‌های صنعتي و غیره.

کربن­‌های فعال به‌عنوان جاذب­‌های حياتي در صنايع شناخته‌شده‌اند و کاربردهای گسترده‌­ای با توجه به قابليت جذب گازها و مايع­‌های مزاحم دارند و مي­‌توان از آن‌­ها برای تصفيه و پاک‌سازی و حتي بازيافت مواد شيميايي استفاده کرد.

توليد کربن فعال معمولا با استفاده از دو روش فعال­‌سازی فيزيکي و فعال­‌سازی شيميايي امکان‌پذیر است. هدف از فعال­‌سازی، ايجاد يک ساختار متخلخل کربني با سطح آزاد زياد در ماده خام است.

 در اين­جا نقش عامل فعال‌­ساز، حذف آب از ساختار ماده اوليه و پايين آوردن دمای لازم برای کربونيزاسيون و جلوگيری از تشکيل قطران در زمان انجام فرايند است، که به ايجاد يک ساختار متخلخل در فراورده کمک مي­‌کند.

استفاده از مواد خام سلولزی برای جذب از فاز مايع به‌ویژه در مواقعي که هدف از کاربرد فراورده­ پاياني، استفاده در فرايندهای صنايع غذايي باشد، به دليل وجود ناخالصي کم­تر مورداستفاده قرار مي­‌گيرد.

در همین زمینه پژوهشگران «دانشگاه آزاد اسلامی واحد داراب» شرايط فراورده­ به‌دست‌آمده از فعال­‌سازی شيميايي و فيزيکي چوب درختان پرتقال، زيتون، گز به‌عنوان ماده خام به‌وسیله عامل فعال­‌ساز «روی کلريد» را بررسی کردند و اثر متغيرهايي مانند نوع چوب به‌عنوان ماده اوليه، نوع فعال­‌سازی و درصد تلقيح (نسبت مواد به کار برده شده) در فعا­­ل‌­سازی شيميايي، روی تخلخل و ويژگي­‌های جذبي فراورده را موردمطالعه قرار داده‌اند.

به همین منظور، چوب­‌ها برش داده شد و خاک‌اره‌های آن مورداستفاده قرار گرفت و «روی کلريد» به‌عنوان ماده فعال­‌کننده شيميايي استفاده شد. همچنین اندازه‌گیری درصد رطوبت، اندازه‌گیری درصد ترکیب‌های شيميايي (درصد سلولز، ليگنين، مواد استخراجي و خاکستر) و توليد کربن فعال (بدون فعال‌­سازی، با فعال­‌سازی فيزيکي با بخار آب و فعال­‌سازی شيميايي با کلريد روی) انجام پذیرفت.

نتایج پژوهش که در نشریه «شیمی و مهندسی شیمی ایران» وابسته به جهاد دانشگاهی منتشر شده نشان داد که فعال­‌سازی فيزيکي با بخار آب، پايداری کربن را نسبت به کربن توليدی بدون فعال­‌سازی کاهش داده، ليکن فعال­‌سازی شيميايي پايداری کربن را افزايش می‌دهد.

باصری و همکاران در این پژوهش عنوان کردند که فعال­‌سازی فيزيکي يا شيميايي پايداری کربن را بالاتر برده، به شکلي که در زمان و دمای یکسان، مقدار بيشتری از ماده باقی‌مانده است.

همچنین چوب­‌های درختان پرتقال، زيتون و گز، همگي (مخصوصا زیتون) به­‌عنوان مواد سلولزی با ساختار سلولي و متخلخل، قابليت خوبي به‌عنوان ماده خام برای توليد کربن فعال با سطح بسيار بالا از خود نشان دادند.

نتایج نهایی پژوهش بیان می­‌کند که در همه موردها فعال‌­سازی شيميايي بهترين نتيجه را در پي داشت. البته در مورد چوب زيتون و گز امکان استفاده مناسب از مقادیر بالای فعال‌کننده شيميايي (روی کلريد) وجود ندارد.

 

گزارش: آزاده داودی

منبع: باصری، ع. وهمکاران. 1396. ساخت کربن ‌فعال به وسیله ی فعال سازی شیمیایی و ‌فیزیکی چوب­های مرکبات، زیتون و ‌گز و‌ مقایسه ویژگی­های آن‌ها. نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، 36(1): 192-177.

No tags for this post.
خروج از نسخه موبایل