सक्रिय कार्बन को परिचय

सक्रिय कार्बन (AC) भन्नाले काठ, नरिवलको गोला, कोइला र कोन इत्यादिबाट उत्पादन हुने उच्च पोरोसिटी र सोर्प्शन क्षमता भएको उच्च कार्बनसियस पदार्थलाई जनाउँछ। एसी धेरै प्रदूषकहरूलाई हटाउनका लागि विभिन्न उद्योगहरूमा प्रयोग गरिने बारम्बार प्रयोग हुने शोषकहरू मध्ये एक हो। पानी र वायु निकायबाट। कृषि र फोहोर उत्पादनहरूबाट AC संश्लेषित भएकोले, यो परम्परागत रूपमा प्रयोग हुने गैरनवीकरणीय र महँगो स्रोतहरूको लागि उत्कृष्ट विकल्प साबित भएको छ। एसीको तयारीका लागि कार्बनाइजेशन र एक्टिभेसन गरी दुईवटा आधारभूत प्रक्रियाहरू प्रयोग गरिन्छ। पहिलो प्रक्रियामा, पूर्ववर्तीहरूलाई उच्च तापक्रम, ४०० र ८५० डिग्री सेल्सियसको बीचमा, सबै वाष्पशील घटकहरूलाई बाहिर निकाल्नको लागि अधीनमा राखिन्छ। उच्च तापक्रमले हाइड्रोजन, अक्सिजन र नाइट्रोजन जस्ता ग्यास र टार्सको रूपमा अग्रगामीबाट सबै गैरकार्बन घटकहरू हटाउँछ। यस प्रक्रियाले उच्च कार्बन सामग्री तर कम सतह क्षेत्र र छिद्रता भएको चार उत्पादन गर्दछ। यद्यपि, दोस्रो चरणमा पहिले संश्लेषित चारको सक्रियता समावेश छ। सक्रियता प्रक्रियाको क्रममा पोर साइज बृद्धिलाई तीनमा वर्गीकृत गर्न सकिन्छ: पहिलेको दुर्गम छिद्रहरू खोल्ने, चयनात्मक सक्रियताद्वारा नयाँ छिद्र विकास, र अवस्थित छिद्रहरूलाई फराकिलो बनाउने।
सामान्यतया, दुई दृष्टिकोणहरू, भौतिक र रासायनिक, सक्रियताको लागि इच्छित सतह क्षेत्र र porosity प्राप्त गर्न प्रयोग गरिन्छ। भौतिक सक्रियताले उच्च तापक्रम (६५० र ९०० डिग्री सेल्सियसको बीचमा) हावा, कार्बन डाइअक्साइड र स्टीम जस्ता अक्सिडाइजिङ ग्यासहरू प्रयोग गरेर कार्बनाइज्ड चारको सक्रियता समावेश गर्दछ। कार्बन डाइअक्साइड सामान्यतया रुचाइन्छ किनभने यसको शुद्ध प्रकृति, सजिलो ह्यान्डलिंग, र 800 डिग्री सेल्सियस वरिपरि नियन्त्रण योग्य सक्रियता प्रक्रिया। उच्च छिद्र एकरूपता वाफको तुलनामा कार्बन डाइअक्साइड सक्रियता संग प्राप्त गर्न सकिन्छ। यद्यपि, भौतिक सक्रियताका लागि, कार्बन डाइअक्साइडको तुलनामा वाफलाई धेरै प्राथमिकता दिइन्छ किनभने तुलनात्मक रूपमा उच्च सतह क्षेत्र भएको एसी उत्पादन गर्न सकिन्छ। पानीको सानो अणुको आकारको कारण, चारको संरचना भित्र यसको प्रसार कुशलतापूर्वक हुन्छ। वाफ द्वारा सक्रियता रूपान्तरण को डिग्री संग कार्बन डाइअक्साइड भन्दा करिब दुई देखि तीन गुणा बढी पाइन्छ।
यद्यपि, रासायनिक दृष्टिकोणले सक्रिय एजेन्टहरू (NaOH, KOH, र FeCl3, आदि) सँग अग्रसरको मिश्रण समावेश गर्दछ। यी सक्रिय एजेन्टहरूले अक्सिडेन्टका साथै निर्जलीकरण एजेन्टको रूपमा कार्य गर्दछ। यस दृष्टिकोणमा, भौतिक दृष्टिकोणको तुलनामा तुलनात्मक रूपमा कम तापमान 300-500 डिग्री सेल्सियसमा कार्बनाइजेशन र सक्रियता एक साथ गरिन्छ। नतिजाको रूपमा, यसले पाइरोलाइटिक विघटनलाई असर गर्छ र त्यसपछि, सुधारिएको छिद्रपूर्ण संरचना र उच्च कार्बन उपजको विस्तारमा परिणाम दिन्छ। भौतिक दृष्टिकोण भन्दा रसायनको प्रमुख फाइदाहरू कम तापक्रम आवश्यकता, उच्च माइक्रोपोरोसिटी संरचना, ठूलो सतह क्षेत्र, र न्यूनतम प्रतिक्रिया पूरा हुने समय हो।
रासायनिक सक्रियता विधिको श्रेष्ठता किम र उनका सहकर्मीहरू [१] द्वारा प्रस्तावित मोडेलको आधारमा व्याख्या गर्न सकिन्छ जसका अनुसार एसीमा माइक्रोपोरहरूको गठनका लागि जिम्मेवार विभिन्न गोलाकार माइक्रोडोमेनहरू पाइन्छ। अर्कोतर्फ, मेसोपोरहरू इन्टरमाइक्रोडोमेन क्षेत्रहरूमा विकसित हुन्छन्। प्रयोगात्मक रूपमा, तिनीहरूले रासायनिक (KOH प्रयोग गरेर) र भौतिक (वाफ प्रयोग गरेर) सक्रियता (चित्र 1) द्वारा फिनोल-आधारित रालबाट सक्रिय कार्बन बनाए। परिणामहरूले देखाए कि KOH सक्रियता द्वारा संश्लेषित AC ले 2878 m2/g को उच्च सतह क्षेत्र राखेको छ जुन 2213 m2/g भाप सक्रियता द्वारा छ। थप रूपमा, अन्य कारकहरू जस्तै छिद्र आकार, सतह क्षेत्र, माइक्रोपोर भोल्युम, र औसत छिद्र चौडाइ सबै KOH-सक्रिय अवस्थाहरूमा स्टीम सक्रियको तुलनामा राम्रो पाइयो।

भाप सक्रियता (C6S9) र KOH सक्रियता (C6K9) बाट तयार पारिएको एसी बीचको भिन्नता क्रमशः माइक्रोस्ट्रक्चर मोडेलको सन्दर्भमा व्याख्या गरिएको छ।

कण आकार र तयारीको तरिकामा निर्भर गर्दै, यसलाई तीन प्रकारमा वर्गीकृत गर्न सकिन्छ: संचालित एसी, दानेदार एसी, र मनका एसी। संचालित एसी ०.१५-०.२५ मिलिमिटरको औसत व्यास दायराको १ मिमी आकार भएका फाइन ग्रेन्युलहरूबाट बनेको हुन्छ। दानेदार एसी तुलनात्मक रूपमा ठूलो आकार र कम बाह्य सतह क्षेत्र छ। दानेदार एसी विभिन्न तरल चरण र ग्यास चरण अनुप्रयोगहरूको लागि तिनीहरूको आयाम अनुपातको आधारमा प्रयोग गरिन्छ। तेस्रो वर्ग: मनका एसी सामान्यतया ०.३५ देखि ०.८ मिमी सम्मको व्यास भएको पेट्रोलियम पिचबाट संश्लेषित गरिन्छ। यो यसको उच्च यांत्रिक शक्ति र कम धुलो सामग्री को लागी परिचित छ। यसको गोलाकार संरचनाको कारण पानी फिल्टर गर्ने जस्ता फ्लुइडाइज्ड बेड अनुप्रयोगहरूमा यसको व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ।