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.
