Activated Carbon (ถ่านกัมมันต์)
Activated Carbon คืออะไร ? ถ่านกัมมันต์ คือวัสดุคาร์บอนที่ผ่านกระบวนการ “กระตุ้นโครงสร้าง” (Activation) เพื่อให้เกิด รูพรุนขนาดเล็กจำนวนมาก (micropores) ทำให้มี พื้นที่ผิวสูงมาก ซึ่งสามารถดูดซับ (Adsorb) สารต่าง ๆ ได้ดี ทำให้โดยทั่วไปแล้ว พื้นที่ผิวของ Activated Carbon สามารถสูงถึง 500 – 1500 m² ต่อกรัม
การที่ถ่านกัมมันต์ หรือ Activated Carbon สามารถดูดซับสารต่าง ๆ ได้นั้น เกิดจาก “ความเป็นขั้วของโมเลกุล (Polarity)” เพราะการดูดซับของถ่านกัมมันต์ขึ้นอยู่กับลักษณะทางเคมีของโมเลกุลที่เข้ามาสัมผัสผิวคาร์บอน ซึ่งโดยธรรมชาติ ผิวของถ่านกัมมันต์จะมีลักษณะ “ไม่เป็นขั้ว” (Non-polar) ดังนั้นจึงมีสมบัติ Hydrophobic (ไม่ชอบน้ำ) และมีพื้นผิวที่สารอินทรีย์ซึ่งไม่มีขั้วดึงดูดกับมันได้ดี เช่น คลอรีนอิสระ (Free Chlorine) สารอินทรีย์ระเหยง่าย (VOCs) ที่ก่อให้เกิดกลิ่น รวมถึงสารอินทรีย์ต่าง ๆ ที่ทำให้เกิดสี
แต่ถึงอย่างนั้น Activated carbon ก็ไม่สามารถลดค่า TDS (Total dissolved solids) ได้
กลไกระดับโมเลกุลของถ่านกัมมันต์
สรุปแล้ว มีแรงสำคัญที่ทำให้ ถ่านกัมมันต์ สามารถดูดซับสารต่าง ๆ ได้ คือ
1. Van der Waals force
แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุล
2. π–π interaction
เกิดกับสารอินทรีย์ที่มีวง aromatic เช่น โมเลกุลสี สารอินทรีย์ และ phenol
3. Hydrophobic interaction
สารที่ไม่ชอบน้ำจะไปเกาะผิวคาร์บอนแทน
“กระตุ้นโครงสร้าง” (Activation) มีวิธีการอย่างไร ?
1. Physical Activation (การกระตุ้นทางกายภาพ)
ขั้นตอนหลัก
Step 1 Carbonization
เผาวัตถุดิบในสภาวะ ไม่มีออกซิเจน อุณหภูมิประมาณ 400–800°C ผลลัพธ์คือ ได้ถ่านคาร์บอน (Char) ที่สารระเหยถูกกำจัด
Step 2 Activation
นำถ่านไปทำปฏิกิริยากับ Steam (ไอน้ำ) และ CO₂ ที่อุณหภูมิ 800–1000°C ปฏิกิริยาจะกัดผิวคาร์บอน ดังปฏิกิริยา C + H₂O → CO + H₂ และ C + CO₂ → 2CO ผลคือ ทำให้เกิดรูพรุนจำนวนมาก ส่งผลให้พื้นที่ผิวเพิ่มขึ้นมหาศาล
2. Chemical Activation (การกระตุ้นทางเคมี)
โดยการนำถ่านไปทำปฏิกิริยากับ KOH (Potassium Hydroxide) หรือ ZnCl₂ (Zinc Chloride) หรือ H₃PO₄ (Phosphoric acid) และจะถูกนำไปเผาที่อุณหภูมิ 450–900°C สารเคมีจะกัดโครงสร้างคาร์บอนทำให้เกิดรูพรุนจำนวนมาก เช่น เดียวกันกับวิธีแรก แต่วิธีนี้จำเป็นต้องล้างสารเคมีออกและตากให้แห้งก่อน
สนใจติดต่อ เวิลด์เคมีคอล กรุ๊ป ผู้นําด้านการจําหน่ายและนำเข้า สารเคมีภัณฑ์ เคมีภัณฑ์อุตสาหกรรม ขนาดใหญ่ และ ขนาดย่อม ประเภท เคมีอุตสาหกรรม เคมีทําความสะอาด เคมีสระว่ายน้ำ เคมีบำบัดน้ำ เคมีงานปั้น-งานหล่อ เคมีอาหาร กลิ่น สารสกัด สี น้ำหอม เคมีเครื่องสำอาง อาทิ กลีเซอรีน โซดาไฟเกล็ด โซเดียมเมต้าไบซัลไฟต์ เอทิลแอลกอฮอล์ ฯลฯ สารพัดด้านเคมี เวิลด์เคมิคอล กรุ๊ป พร้อมให้บริการและให้ปรึกษากับลูกค้าทุกท่าน
สนใจสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่
Line ID : @worldchemical
Facebook : https://www.facebook.com/chemical.chiangmai
เว็บไซต์ : www.worldchemical.co.th
โทร : 053 204 446-7
Jirakit Pawnsakunrungrot
Technical SEO Specialist, Web Developer, Self-taught chemist