کربن فعال ( کربن اکتیو، زغال فعال ، زغال اکتیو) گرانولی که با نام GAC یا کربن دانه‌ای نیز شناخته می‌شود، نوعی کربن با خلوص بالا است که به واسطه سطح قابل توجه آن متمایز می‌شود و در بسیاری از کاربردهای تصفیه فاز مایع و گاز استفاده می‌شود. انتخاب اندازه دانه بستگی به استفاده نهایی مورد نظر از مواد دارد و معمولاً بین 0 تا 5 میلی متر است. کربن فعال پودری یا PAC معمولاً به عنوان ذرات کوچکتر از 0 نقطه 2 میلی متر تعریف می شود. گلوله اکسترود شده، که یک استوانه ثابت از کربن با قطر معمولی 3 یا 4 میلی متر را ارائه می دهد، شکل فیزیکی قابل توجه دیگری از کربن فعال است.
به طور معمول، کربن اکتیو قیر، پوسته نارگیل، یا انواع خاصی از چوب برای ساخت کربن فعال دانه ای استفاده می شود. انتخاب مجدداً بر اساس ترجیحات کاربر نهایی است زیرا هر ماده خام زغال فعال دانه ای با مشخصات فیزیکی کمی متفاوت از نظر عملکرد تصفیه تولید می کند.
فقط در زیر یک میکروسکوپ قدرتمند می توان منافذی را که سوراخ ها و کانال های میکروسکوپی هستند روی سطح کربن فعال دانه ای مشاهده کرد. سطح بزرگ آن به دلیل این منافذ است. یک قاشق چای خوری کربن فعال دانه ای مساحتی معادل زمین فوتبال دارد!
هنگامی که یک مایع آلوده از یک دستگاه تصفیه ساخته شده از کربن فعال دانه ای عبور می کند، ناخالصی ها در داخل این منافذ به دام می افتند که به عنوان جذب شناخته می شود. این به مایع تصفیه شده اجازه عبور می دهد. کربن فعال گرانولی اغلب برای از بین بردن طعم، بو و رنگ از آب آشامیدنی و همچنین برای خلاص شدن از هرگونه اثر باقی مانده از سایر آلاینده های محلول مانند آفت کش ها و علف کش ها استفاده می شود.
کربن فعال دانه‌ای را می‌توان برای استفاده مجدد از طریق فرآیندی به نام فعال‌سازی مجدد حرارتی بازیافت کرد، که یکی از مزایای اصلی استفاده از آن برای تصفیه مایع در مقایسه با کربن فعال پودری است. یعنی زغال سنگ مصرف شده ه. برای تصفیه زغال سنگ می توان از یک کوره با دمای بالا استفاده کرد که منافذ آن به قدری با ناخالصی مسدود شده است که نتیجه مورد نظر تصفیه دیگر ممکن نیست. کربن فعال گرانولی مجدداً فعال شده و با خارج کردن مولکول‌های آلوده از منافذ و از بین بردن آنها، آماده استفاده مکرر در فرآیند مشتری می‌شود.
برای تولید کربن اکتیو، تمام مواد فاقد کربن را می توان با روش های مختلف فعال سازی فعال کرد. این روش های فعال سازی به فعال سازی شیمیایی و فعال سازی گاز تقسیم می شوند.
این تکنیک به طور کلی برای فعال سازی ذغال سنگ نارس و مواد خام بر پایه چوب استفاده می شود. مواد اولیه با کلرید روی، اسید فسفریک یا هیدروکسید پتاسیم اشباع شده است. سپس تا 500-800 درجه سانتیگراد حرارت داده می شود تا کربن فعال شود. کربن فعال شسته، خشک شده و به پودر تبدیل می شود. کربن‌های فعال که در نتیجه فعال‌سازی شیمیایی تشکیل می‌شوند، عموماً برای جذب مولکول‌های بزرگ استفاده می‌شوند و ساختار منافذ بسیار بزرگی از خود نشان می‌دهند.
این تکنیک فعال سازی به طور کلی در فعال سازی زغال چوب و پوست میوه استفاده می شود. مواد خام ابتدا تحت عملیات حرارتی به نام کربنیزاسیون قرار می گیرند. این فرآیند به تشکیل یک محصول کربن دار با منافذ کوچک کمک می کند. سپس فرآیند فعال سازی در اتمسفر گاز بی اثر و در محدوده دمایی 800-1100 درجه سانتی گراد انجام می شود. بنابراین، ماده میانی که در ابتدا توسط کربن‌سازی تشکیل می‌شود، با واکنش آب-گاز ارائه‌شده در زیر به فاز گاز تبدیل می‌شود، در نتیجه منافذ موجود را گسترش داده و تعداد آنها را افزایش می‌دهد.
C + H2O® CO + H2 -175440کیلوژول/(کیلوگرم مول)
این واکنش گرماگیر است و گرمای مورد نیاز برای واکنش با احتراق CO و H2تا حدی تشکیل شده حفظ می شود.
2CO + O2 ® 2CO2 + 393.790 کیلوژول/(کیلوگرم مول)
2H2 + O2 ® 2H2O + 396650 کیلوژول/(کیلوگرم مول)
کربن فعال به دست آمده طبقه بندی شده و با الک کردن و حذف گرد و غبار آماده استفاده می شود. کربن‌های فعالی که از طریق فعال‌سازی گاز به‌دست می‌آیند، ساختار منافذ خوبی را مانند کربن‌های به‌دست‌آمده از فعال‌سازی شیمیایی نشان می‌دهند. آنها به طور موثر برای جذب مولکول ها و یون ها از فاز مایع و گاز استفاده می شوند.
1. حذف رنگ و بوی الکل
2. تصفیه گاز، آب و فاضلاب
3. حذف آلاینده‌ها، رنگ، طعم، بو و سختی از آب
4. پیش تصفیه در سیستم‌های RO
5. بازیافت حلال‌ها، مواد شیمیایی
6. در صنعت قند و شکر جهت رنگ زدایی
7. در صنایع غذایی جهت بهبود رنگ و طعم نوشیدنی‌ها
8. در ماسک‌های تنفسی
9. در سیستم‌های تصفیه هوای خانگی، بیمارستانی و کارخانه‌ی
10.استفاده گسترده‌ی پزشکی
11.استفاده در صنایع آرایشی و بهداشتی جهت تولید انواع ماسک‌های پوست و مو، شامپوها، صابون ها و خمیر دندان‌ها
12.استخراج و آبکاری فلزات
13.در صنایع دارویی جهت رنگ زدایی از داروها، تولید قرص‌ها
14.از بین بردن کلر موجود در محلول‌ها
15.حذف آلاینده‌ها در سیستم‌های تهویه خودرو
16.تصفیه ی روغن‌ها خوراکی
17.در صنایع کشاورزی جهت تولید سموم دفع آفت، مواد افزودنی خوراک دام و …
18.تصفیه گاز اگزوز از آلاینده‌ها
19.صنایع بسته بندی
20.و….
در تصفیه آب: کربن فعال به فیلتر کردن ناخالصی ها و مواد آلی مضر مانند آفت کش ها در آب کمک می کند. فیلتر فلزات سنگین مانند آهن، روی، سرب ... در آب های خانگی به ویژه آب چاه. حذف کلر اضافی آب خانگی، آکواریوم...
در تصفیه گازهای خروجی: کربن فعال گازهای سمی و آلوده را فیلتر می کند تا هوای تازه را به ارمغان بیاورد. زغال فعال در دستگاه های تصفیه هوای صنعتی، دتکتورهای دود خانگی، سیستم های خوشبو کننده خودرو، دستگاه های تهویه مطبوع و غیره استفاده می شود.
در فعالیت های ساختمانی: دفن زغال فعال در زمین می تواند اشعه های زمین را که در فنگ شویی استفاده می شود از بین ببرد. برای خانه های نزدیک گورستان یا محل دفن زباله. هنگام دفن کربن فعال در فرستنده و گیرنده، الکترومغناطیسی را از بین ببرید. علاوه بر این، می تواند از رعد و برق برای تجهیزات الکتریکی جلوگیری کند.
علاوه بر این، برای فیلتر کردن الکل، فیلتر کردن الکل، حذف سموم موجود در الکل و حذف اندهیت نیز استفاده می شود. مورد استفاده در صنایع نفت، شیمیایی، ذوب طلا، ..
با استفاده از فیلتر آب آکواریوم، آبزی پروری به حیوانات خانگی کمک می کند تا از بیماری ها جلوگیری کنند.
