روش آزمون ظرفیت آب کربن فعال

روش آزمون ظرفیت آب کربن فعال

کربن فعال یک ماده کربنی متخلخل است که به طور ویژه فرآوری شده است. این ماده جاذب سیاه رنگ پودری، دانه‌ای یا متخلخل است که از مواد آلی حاوی کربن از طریق کربن‌سازی و فعال‌سازی در دمای بالا تولید می‌شود. جزء اصلی آن کربن است (بیش از ۸۰ تا ۹۰ درصد)، با مقادیر کمی اکسیژن، هیدروژن، گوگرد و خاکستر. این ماده با ساختار حفره‌ای بسیار توسعه یافته و سطح ویژه بزرگ، می‌تواند مواد مضر را از گازها یا مایعات از طریق جذب فیزیکی و شیمیایی به طور موثر حذف کند. این ماده به طور گسترده در تصفیه هوا، تصفیه آب، حفاظت ماسک گاز و سایر زمینه‌ها استفاده می‌شود.

هدف آزمایشی

آزمایش اندازه‌گیری ظرفیت آب کربن فعال عمدتاً برای ارزیابی ظرفیت جذب آن برای مولکول‌های آب است، تا حجم کل حفره‌ها و ویژگی‌های ساختار فیزیکی کربن فعال را منعکس کند. اگرچه این شاخص مستقیماً عملکرد جذب آلاینده‌های خاص را نشان نمی‌دهد، اما می‌تواند به سرعت درجه توسعه حفره‌های کربن فعال را قضاوت کند و یک روش تشخیص عملی رایج در تولید و کنترل کیفیت است.

۱. ارزیابی ساختار حفره‌ای کربن فعالظرفیت آب ارتباط نزدیکی با حجم حفره کربن فعال دارد. از آنجایی که مولکول‌های آب می‌توانند وارد بیشتر ریزحفره‌ها و مزوحفره‌ها شوند، جذب آب اندازه‌گیری شده می‌تواند تا حدی حجم کل حفره‌های داخلی را منعکس کند. هرچه حفره‌ها توسعه یافته‌تر باشند و ظرفیت آب بیشتر باشد، ظرفیت جذب بالقوه کربن فعال قوی‌تر است.

۲. راهنمایی تولید و کنترل کیفیت کربن فعالدر تولید صنعتی، ظرفیت آب می‌تواند به عنوان یک شاخص تشخیص سریع برای نظارت بر درجه فعال‌سازی و پایداری دسته‌ای کربن فعال استفاده شود. از طریق آزمایش استاندارد، شرکت‌ها می‌توانند پارامترهای فرآیند را به موقع تنظیم کنند تا از کیفیت ثابت محصول اطمینان حاصل کنند.

۳. کمک به انتخاب مدل و تطابق کاربردگرچه ظرفیت آب نمی‌تواند به طور کامل ظرفیت جذب مواد آلی یا گازها را نشان دهد، اما در تصفیه آب، تصفیه هوا و سایر کاربردها، ظرفیت آب بالاتر معمولاً به معنای آب‌دوستی و ترشوندگی بهتر است که به بهبود عملکرد کاربرد واقعی کمک می‌کند. بنابراین، این آزمایش می‌تواند مرجعی برای انتخاب کربن فعال برای اهداف مختلف ارائه دهد.

تجهیزات آزمایشی

نمونه: کربن فعال

دستگاه: تستر ظرفیت آب کربن فعال ST-62، مطابق با GB/T 7702.5

روش‌های آزمایشی

۱. وزن کردن نمونهنمونه فرآوری شده را از دسیکاتور خارج کرده، (۲۵±۱) میلی‌لیتر از نمونه را با دقت وزن کنید (دقت تا ۰.۰۰۱ گرم) و جرم اولیه را به عنوان m0 ثبت کنید.

۲. عملیات خیساندننمونه وزن شده را در یک بشر ۲۵۰ میلی‌لیتری قرار دهید، ۱۰۰ میلی‌لیتر آب خالص اضافه کنید تا از غوطه‌ور شدن کامل نمونه اطمینان حاصل شود. سپس بشر را روی دستگاه حرارت قرار داده، به مدت ۱۵ دقیقه حرارت داده و بجوشانید. در طول جوشاندن، آب خالص را به طور مداوم اضافه کنید تا سطح مایع حفظ شود، به طوری که کربن فعال کاملاً خیس شده و هوای داخلی آن خارج شود.

۳. اشباع فیلتراسیون

تنظیمات: نمونه جوشانده شده را همراه با محلول به یک قیف بوخنر با کاغذ فیلتر از قبل نصب شده منتقل کنید. فلاسک فیلتراسیون و پمپ خلاء را برای تکمیل تنظیمات فیلتراسیون وصل کنید.

عملیات فیلتراسیون: پمپ خلاء را روشن کنید، درجه خلاء را روی (۸.۰±۰.۶) کیلوپاسکال تنظیم کنید و به مدت ۵ دقیقه نگه دارید تا کربن فعال تحت فشار منفی با آب اشباع شود. در طول فیلتراسیون، فیلترات را مشاهده کنید تا از جریان روان اطمینان حاصل شود؛ در صورت گرفتگی، کاغذ فیلتر را به موقع تعویض کنید.

۴. وزن کردن نمونه مرطوبدر حالی که خلاء حفظ می‌شود، به سرعت قیف حاوی نمونه را روی ترازوی الکترونیکی قرار دهید تا وزن شود. جرم نمونه مرطوب پس از فیلتراسیون را به عنوان m1 (دقت تا ۰.۰۰۱ گرم) ثبت کنید. عملیات را به سرعت و با دقت انجام دهید تا از تبخیر آب ناشی از قرار گرفتن طولانی مدت در معرض هوا که ممکن است بر نتیجه وزن‌کشی تأثیر بگذارد، جلوگیری شود.

نتایج و تحلیل آزمایشی

این آزمایش مطابق با GB/T 7702.5 انجام شد و داده‌های آزمایشی دقیق و قابل اعتماد هستند. ظرفیت آب یک دسته کربن فعال گرانولی مبتنی بر زغال سنگ ۶۹.۴٪ است که نشان‌دهنده ساختار حفره‌ای توسعه یافته و عملکرد عالی جذب آب است. این ماده برای تصفیه آب، ضد رطوبت و سایر زمینه‌هایی که نیازهای بالایی برای ظرفیت جذب آب کربن فعال دارند، مناسب است.