کربن اکتیو، کربن فعال و یا زغال اکتیو یک نوع عنصر متخلخلی می باشد که بیشتر ترکیبات آلی موجود در مایعات و گاز ها را در دام خود انداخته و از مایع و یا گاز موردنظر جدا می کند، از این رو کربن اکتیوها بابت داشتن چنین خاصیتی از پرمصرف ترین عوامل تصقسه آب می باشند.
ترکیبات آلی از متابولیسم موجودات زنده به دست می آیند و ساختار اصلی آنها از زنجیره ای از اتم های کربن و هیدروژن تشکیل شده است. از جمله تمام مشتقات دنیای نباتی و جانوری از جمله روغن و ترکیبات حاصل از آن است.
به خاصیت یک جامد جهت یک مولکول در حال جریان به دیواره های خود را "جذب"، جامد را " جاذب " و مولکول را " جذب شونده " می گویند.
هیچ ماده ای بهتر از کربن اکتیو وجود ندارد که در فرایند خالص سازی از آن استفاده شود.
تصفیه آب
کربن اکتیوآفت‌کش‌ها، چربی‌ها، روغن‌ها، مواد شوینده، محصولات جانبی ضدعفونی، سموم، ترکیبات رنگ‌ساز، ترکیبات تولید شده از تجزیه جلبک‌ها، سبزیجات یا متابولیسم حیواناترا حفظ می کند.
از بین برنده بو و تصفیه هوا
از کربن اکتیو یا زغال فعال در ماسک های کارتریجی، سیستم گردش هوا ( در مکان های عمومی )، دریچه های زه کشی، تصفیه خانه های آب، در هنگام استفاده از حلال ها و غرفه های کاربرد رنگ استفاده می شود.
رفع مسمومیت
از قدیم کربن اکتیو ها در نقش پادزهر کاربردهای بسیاری داشته اند و از آن ها در اورژانس ها، بیمارستان ها و دیگر مراکز درمانی استفاده می شود.
از بین برنده رنگ روغن های گیاهی
کربن اکتیوها می توانند رنگ را از روغن نارگیل، گلوکز ذرت و دیگر مایعات کاربردی در صنایع غذایی حذف کنند.
بازیابی طلا
طلاهایی که در فرایند شناور سازی از مواد معدنی جدا نمی شوند، در سیانید سدیم حل شده و به کربن فعال جذب می شود.
از بین برنده بو و رنگ تقطیر الکلی
رنگ و بو را از شراب های انگور پاک می کند و عرقیات از منابع دیگر را از بین می برد.
زغال اکتیوها یک محیط جذب می باشند و وظیفه آن ها جذب مولکول های آلی در ریز منافذ آن می باشد. جهت افزایش ظرفیت جذب می توان از فرایندهای شیمیایی و یا حرارتی استفاده کرد.
هر ذره ای از کربن اکتیو دارای خاصیت جذب می باشد به همین جهت برخی از افراد جهت از بین بردن بو، از کربن اکتیو در یخچال استفاده می کنند. برای از بین بردن رنگ و یا بوی آب کافیست مقداری کربن اکتیو در یک ظرف آب قرار دهید. برخی از افراد در اطراف شهر تورتیلا را می سوزانند تا از مشکلات گوارشی از قبیل عفونت های خفیف، سو هاضمه و نفخ در امان باشند.
جهت افزایش ظرفیت جذب کربن کافیست آن را فعال کنید. مساحت یک گرم کربن در حدود 50 متر مربع می باشد و با عمل فعال سازی این ظرفیت به 600 تا 800 متر مربع نیز می رسد، در واقع چیزی حدود 12 تا 16 برابر افزایش می یابد.
با اتصال چندین اتم کربن به یکدیگر ماده ای جامد تحت عنوان کربن اکتیو تشکیل می شود که این اتم ها به واسط پیوندهای کووالانسی به یک دیگر متصل می باشند. هر اتم کربن یک الکترون با چهار اتم کربن دیگر به اشتراک می گذارد.
اتم هایی که روی سطح نیستند، چهار پیوند خود را در همه جهات توزیع می کنند. اما اتم های سطحی، اگرچه به چهار اتم دیگر متصل هستند، در فضای کمتری مجبور به انجام این کار می شوند و عدم تعادل نیروها در آنها باقی می ماند. این عدم تعادل همان چیزی است که آنها را به به دام انداختن مولکولی از مایعی که کربن را احاطه کرده است، سوق می دهد.
همانطور که گفتیم، مولکول هایی که کربن جذب می کند تمایل به کووالانسی دارند. یونی نیست، زیرا دومی سعی می کند الکترون ها را بدزدد یا به اتم های کربن اهدا کند. پیوندهای بین اتم های کربن و هیدروژن کووالانسی هستند و به همین دلیل است که کربن جاذب خوبی برای مولکول های آلی است.
همه مولکول های آلی تمایل به کووالانسی ندارند. آنها معمولاً حاوی اکسیژن، گوگرد و سایر اتم های الکترونگاتیوی بالا هستند که به بخشی از مولکول که آنها را در بر می گیرد تمایل یونی می دهد. از سوی دیگر، همه مولکول های معدنی تمایل به یونی ندارند. همچنین کسانی هستند که تمایل کووالانسی دارند. در مورد دی سیانید طلا که کربن فعال را به بخشی ضروری از فرآیند استخراج این فلز گرانبها تبدیل می کند، چنین است.
رایج ترین مواد خامی که از آن ها جهت تولید کربن اکتیو استفاده می شود، کربن های معدنی مانند "زغال سنگ"، چوب های نرم مانند کاج و پوسته ها یا استخوان های گیاهیی مانند پوسته نارگیل، چاله های زیتون و یا هلو و پوست گردو می باشند
کربن اکتیوهایی که از زغال سنگ تشکیل می شوند می توانند طیف وسیعی ازمنافذ را تشکیل دهند. از این سری از کربن اکتیوها جهت کاربردهایی که ترکیباتی که باید حفظ شوند دارای اندازه های مولکولی مختلف هستند استفاده می شود.
آنهایی که از پوسته یا استخوان سخت به وجود می آیند، منافذ کوچکی را تشکیل می دهند و در تصفیه گازها یا در تصفیه آب خروجی از چاه ها به کار می روند.
در مورد زغال سنگ دانه ای در محدوده ذرات مختلفی تولید می شود که بر اساس اندازه ذرات یا عدد مش مشخص می شود. به عنوان مثال، مش 4، مشکی است که در هر اینچ خطی چهار سوراخ دارد. آنها هم در تصفیه مایعات و هم در گازها کاربرد دارند. گلوله ها معمولاً در تصفیه گاز استفاده می شوند، زیرا شکل استوانه ای آنها افت فشار کمتری ایجاد می کند.
کربن را می توان با فرایندهای حرارتی و شیمیایی فعال کرد، این اتفاق در دمای بین 600 تا 1100 درجه سانتی گراد ( 1112 درجه فارنهایت و 2012 درجه فارنهایت ) اتفاق می افتد.
فرآیندهای شیمیایی از مواد خام قبل از کربن شدن شروع می شود. این معرف ها عوامل کم آب کننده (مانند اسید فسفریک) هستند که پیوندهایی را که زنجیره های سلولزی را به یکدیگر متصل می کنند، می شکنند. پس از این مرحله، مواد در دمای نسبتاً پایین (حدود 550 درجه سانتیگراد یا 1022 درجه فارنهایت) کربنیزه می شوند و سپس برای حذف بقایای معرف و سایر محصولات جانبی شسته می شوند. کوره هایی که در آنها کربن به صورت حرارتی فعال می شود یا کربنی که قبلاً با یک ماده شیمیایی کربنیزه شده است، می توانند دوار یا عمودی (مرحله ای) باشند.
ظرفیت یک کربن فعال برای حفظ یک ماده معین نه تنها با مساحت سطح آن مشخص می شود، بلکه به نسبت منافذی که اندازه مناسبی دارند نیز مشخص می شود، یعنی یک کربن مناسب قطری بین یک تا پنج برابر مولکول مورد نظر دارد.
کربن اکتیو های جاکوبی Jacobi و کربن اکتیو نوریت Norit از سری برندهای کربن اکتیو برتر و باکیفیت می باشند. کربن اکتیو جاکوبی Jacobi محصول کشور سوئد و کربن اکتیو نوریت Norit محصول کشور هلند می باشد.
