الكربون المنشط مقدمة مفصلة

الكربون المنشط هو مصطلح عام لمواد الكربون التي يتم تصنيعها من مواد خام تحتوي على الكربون مثل الخشب والفحم وفحم الكوك من خلال الانحلال الحراري والتنشيط. لديها بنية مسامية متطورة، ومساحة سطحية كبيرة محددة ومجموعات كيميائية سطحية وفيرة، ولها قدرة امتصاص محددة قوية.
وهو عادة ما يكون عبارة عن كربون غير متبلور مسامي ذو قدرة امتصاص قوية في شكل مسحوق أو حبيبات. يتم الحصول عليه عن طريق تفحيم المواد الكربونية الصلبة (مثل الفحم والخشب وقشور الجوز الصلبة ونوى الفاكهة والراتنجات وما إلى ذلك) عند درجة حرارة عالية تبلغ 600-900 درجة تحت ظروف محكمة الإغلاق، ثم أكسدتها وتنشيطها مع الهواء أو ثاني أكسيد الكربون أو بخار الماء أو خليط من الثلاثة عند درجة 400-900 .
تعمل الكربنة على تطاير مواد أخرى غير الكربون، ويمكن أن يؤدي التنشيط التأكسدي إلى إزالة المواد المتطايرة المتبقية، وإنتاج مسام جديدة وتوسيع المسام الأصلية، وتحسين البنية المسامية الدقيقة، وزيادة النشاط. الكربون المنشط عند درجة حرارة منخفضة (400 درجة) يسمى الكربون L، والكربون المنشط عند درجة حرارة عالية (900 درجة) يسمى الكربون H. يجب تبريد الكربون H في جو خامل، وإلا فإنه سيتحول إلى الكربون L. يرتبط أداء امتصاص الكربون المنشط بالخصائص الكيميائية وتركيز الغاز أثناء تنشيط الأكسدة، ودرجة حرارة التنشيط، ودرجة التنشيط، والتركيب غير العضوي والمحتوى في الكربون المنشط، وعوامل أخرى، ويعتمد بشكل أساسي على الخصائص. الغاز المنشط ودرجة حرارة التنشيط.
يزداد محتوى الكربون ومساحة السطح المحددة ومحتوى الرماد وقيمة الرقم الهيدروجيني للمعلق المائي للكربون المنشط مع زيادة درجة حرارة التنشيط. كلما ارتفعت درجة حرارة التنشيط، كلما كان تطاير المواد المتطايرة المتبقية أكثر اكتمالا، وكلما زاد تطور البنية الدقيقة، زادت مساحة السطح المحددة ونشاط الامتزاز.
إن تكوين الرماد ومحتواه في الكربون المنشط لهما تأثير كبير على نشاط امتصاص الكربون. يتكون الرماد بشكل أساسي من K2O، Na2O، CaO، MgO، Fe2O3، Al2O3، P2O5، SO3، Cl-، إلخ. ويرتبط محتوى الرماد بالمواد الخام لتحضير الكربون المنشط، ويزداد محتوى الرماد في الكربون. مع إزالة المواد المتطايرة في الكربون.
اعتبارًا من عام 2007، وصل إنتاج الكربون المنشط السنوي في العالم إلى 900 كيلو طن، يمثل الكربون المنشط المعتمد على الفحم أكثر من ثلثي إجمالي الإنتاج؛ لقد تجاوز الإنتاج السنوي للصين 400 كيلو طن، لتحتل المرتبة الأولى في العالم. تعد الولايات المتحدة واليابان ودول أخرى أيضًا من الدول الرئيسية المنتجة للكربون المنشط في العالم.