مبدأ امتصاص ترشيح الكربون المنشط

وفقًا للقوى المختلفة بين جزيئات الكربون المنشط وجزيئات الملوثات أثناء عملية الامتزاز، يمكن تقسيم الامتزاز إلى فئتين: الامتزاز الفيزيائي والامتزاز الكيميائي (المعروف أيضًا باسم الامتزاز النشط). في عملية الامتزاز، عندما تكون القوة بين جزيئات الكربون المنشط وجزيئات الملوثات هي قوة فان دير فال (أو الجذب الكهروستاتيكي)، يطلق عليها اسم الامتزاز الفيزيائي؛ عندما تكون القوة بين جزيئات الكربون المنشط وجزيئات الملوثات عبارة عن رابطة كيميائية، فإنها تسمى الامتزاز الكيميائي. ترتبط قوة الامتزاز للامتزاز الفيزيائي بشكل أساسي بالخصائص الفيزيائية للكربون المنشط ولا علاقة لها بالخصائص الكيميائية للكربون المنشط. وبما أن قوة فان دير فال ضعيفة ولها تأثير ضئيل على بنية جزيئات الملوثات، فإن هذه القوة هي نفس قوة التماسك بين الجزيئات، لذلك يمكن مقارنة الامتزاز الفيزيائي بالتكثيف. تبقى الخواص الكيميائية للملوثات دون تغيير أثناء الامتزاز الفيزيائي.
ونظرًا لأن الرابطة الكيميائية قوية ولها تأثير أكبر على بنية جزيئات الملوثات، فيمكن اعتبار الامتزاز الكيميائي بمثابة تفاعل كيميائي، وهو نتيجة للتفاعل الكيميائي بين الملوثات والكربون المنشط. يتضمن الامتزاز الكيميائي عمومًا مشاركة زوج الإلكترونات أو نقل الإلكترونات، بدلاً من الاضطراب البسيط أو الاستقطاب الضعيف، وهي عملية تفاعل كيميائي لا رجعة فيها. يكمن الاختلاف الأساسي بين الامتزاز الفيزيائي والامتزاز الكيميائي في القوة التي تنتج رابطة الامتزاز.
عملية الامتزاز هي العملية التي يتم فيها امتصاص جزيئات الملوثات على السطح الصلب. سوف تنخفض الطاقة الحرة للجزيئات. ولذلك، فإن عملية الامتزاز هي عملية طاردة للحرارة، وتسمى الحرارة المنبعثة بحرارة امتزاز المادة الملوثة على هذا السطح الصلب. بسبب اختلاف قوى الامتزاز الفيزيائي والامتزاز الكيميائي، فإنها تظهر اختلافات معينة في حرارة الامتزاز، ومعدل الامتزاز، وطاقة تنشيط الامتزاز، ودرجة حرارة الامتزاز، والانتقائية، وعدد طبقات الامتزاز وطيف الامتزاز. الكربون المنشط هو مادة ماصة صناعية ذات نطاق واسع من الاستخدامات. ويستخدم الفحم وقشور الفاكهة المختلفة والفحم عالي الجودة كمواد خام، ويتم معالجته وتصنيعه من خلال سلسلة من العمليات مثل السحق والغربلة وتنشيط المحفز والشطف والتجفيف وغربلة المواد الخام بالطرق الفيزيائية والكيميائية. منذ ظهور الكربون المنشط في عام 1900، شهد تاريخ تطبيقه حدثين رئيسيين. الأول هو أنه تم استخدامه لصنع الأقنعة الواقية من الغازات في الحرب العالمية الأولى في عشرينيات القرن الماضي؛ والآخر هو أن المئات من محطات المياه استخدمت الكربون المنشط لإزالة الروائح الكريهة في الأربعينيات. يأتي امتصاص الكربون المنشط من تركيبته الجزيئية الفريدة. هناك العديد من المسام داخل الكربون المنشط. إذا انتشرت المسام الداخلية لكل جرام من الكربون المنشط، فيمكن أن تصل إلى 500 إلى 1700 متر مربع. هذا الهيكل الداخلي الفريد هو الذي يجعل الكربون المنشط يتمتع بقدرة امتصاص ممتازة. تطبيق الكربون المنشط واسع جدًا.
تتم معالجة الكربون المنشط من خلال التنشيط بدرجة حرارة عالية وتقنية خاصة لضبط حجم المسام، بحيث يحتوي على مساحة سطح محددة كبيرة وبنية مسام غنية تتوافق مع الحجم الجزيئي للغازات الضارة الداخلية. يتم استخدامه خصيصًا لامتصاص الفورمالديهايد والبنزين والأمونيا والرادون وTVOC وعشرات المواد الضارة الأخرى، وجميع الغازات الضارة بجسم الإنسان والبكتيريا العائمة في الهواء. لديها وظائف شاملة مثل امتصاص الرائحة، وإزالة السموم، وإزالة الروائح الكريهة، وإزالة الرطوبة، ومنع العفن الفطري، والتعقيم، والتنقية. أثناء امتصاص الغازات الضارة، فإنه يقتل مسببات الأمراض مثل العفن والإشريكية القولونية والمكورات العنقودية الذهبية وبكتيريا القيح، ويمنع انتشار مسببات الأمراض الوبائية، ويزيل التلوث البيئي الداخلي تمامًا.