تولید کربن فعال از پوست پسته توسط محققان دانشگاه صنعتی اصفهان

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از ستاد ویژه توسعه نانو، کربن فعال یا کربن اکتیو به گروهی از مواد کربنی دارای تخلخل و سطح داخلی بالا اتلاق می‌شود که به دلیل مساحت سطح داخلی قابل‌ توجه، ساختار متخلخل و منفذی، ظرفیت جذب بالا، قابلیت فعال‌سازی مجدد و همچنین قیمت پایین در مقایسه با جاذب‌های غیرآلی، ماده منحصربه‌فردی است. کاربرد مهم کربن فعال در جداسازی بو، رنگ، مزه‌های غیر دلخواه از آب در عملیات خانگی و صنعتی، تصفیه هوا به‌ویژه در رستوران‌ها، صنایع غذایی و شیمیایی است.

این محصول در پزشکی به‌منظور شست‌وشوی معده افراد مسموم نیز کاربرد دارد. کربن فعال معمولاً از مواد کربنی از قبیل چوب و زغال‌سنگ تولید می‌شود. تولید کربن فعال با خواص بهینه می‌تواند عملکرد آن در فرایندهای مورد استفاده را بهبود بخشد.

دکتر حسین توانایی با اشاره به مقادیر بسیار زیاد ضایعات پوست پسته در ایران، در خصوص اهداف طرح حاضر گفت: «با توجه به اینکه ضایعات پوست پسته در ایران زیاد است، هدف اصلی این پژوهش، تبدیل این ماده دور ریختنی به یک محصول باارزش افزوده بالا بوده است. البته هدف دیگر این تحقیق بررسی نقش کاتالیستی پرمنگنات پتاسیم در فرایند فعال‌سازی کربن بوده است».

وی در ادامه افزود: «کربن فعال تولید شده در این پژوهش نسبت به نمونه‌های مشابه از اندازه حفرات بزرگ‌تری برخوردار است که در محدوده مزو قرار دارد. یکی از ویژگی‌های مهم کربن فعال دارا بودن حفرات با اندازه مناسب و بهینه است. این مساله به عوامل فیزیکی و شیمیایی در فرایند تولید کربن فعال بستگی دارد. در این پژوهش کربن فعال دارای مزو حفره با ابعاد حفرات در حدود هشت تا 15 نانومتر است در حالی‌ که در تحقیقات قبلی، ابعاد حفرات کمتر از دو نانومتر گزارش شده است که با توجه به کاربرد، کربن فعال مزوحفره می‌تواند عملکرد مناسب‌تری را ارائه دهد.

به گفته توانایی، فرایند انجام‌شده جهت تولید کربن فعال دارای سه مرحله اصلی است. این مراحل عبارتند از: پایدارسازی، کربونیزه کردن و فعال‌سازی. زمان و دمای انجام هر یک از مراحل می‌تواند در محصول نهایی مؤثر باشد که در این پژوهش به آن پرداخته شده است و همچنین اثر ماده کاتالیستی پرمنگنات پتاسیم نیز مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت کربن فعال تولید شده از لحاظ ساختار و ابعاد حفرات ارزیابی شده است.

این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر حسین توانایی و دکتر فرزانه علی حسینی، اعضای هیأت علمی دانشگاه صنعتی اصفهان، و مهندس فاطمه توکلی فروشانی، دانشجوی مقطع کارشناسی دانشگاه صنعتی اصفهان، است.