सक्रिय कार्बन उत्पादन प्रक्रिया

सक्रिय कार्बनवर प्रक्रिया करण्याच्या प्रक्रियेमध्ये सामान्यतः कार्बनायझेशन असते आणि त्यानंतर वनस्पती उत्पत्तीच्या कार्बनयुक्त पदार्थांचे सक्रियकरण होते. कार्बनायझेशन म्हणजे ४००-८००°C तापमानावर उष्णता उपचार जे कच्च्या मालाचे कार्बनमध्ये रूपांतर करते ज्यामुळे अस्थिर पदार्थांचे प्रमाण कमी होते आणि त्यातील कार्बनचे प्रमाण वाढते. यामुळे पदार्थाची ताकद वाढते आणि कार्बन सक्रिय करायचे असल्यास आवश्यक असलेली प्रारंभिक सच्छिद्र रचना तयार होते. कार्बनायझेशनच्या परिस्थिती समायोजित केल्याने अंतिम उत्पादनावर लक्षणीय परिणाम होऊ शकतो. वाढलेले कार्बनायझेशन तापमान प्रतिक्रियाशीलता वाढवते, परंतु त्याच वेळी उपस्थित छिद्रांचे आकारमान कमी करते. कार्बनायझेशनच्या उच्च तापमानात पदार्थाच्या संक्षेपणात वाढ झाल्यामुळे छिद्रांचे हे कमी झालेले आकारमान होते ज्यामुळे यांत्रिक शक्ती वाढते. म्हणून, कार्बनायझेशनच्या इच्छित उत्पादनावर आधारित योग्य प्रक्रिया तापमान निवडणे महत्वाचे बनते.

हे ऑक्साईड कार्बनमधून बाहेर पडतात ज्यामुळे आंशिक गॅसिफिकेशन होते ज्यामुळे पूर्वी बंद असलेले छिद्र उघडतात आणि कार्बनच्या अंतर्गत सच्छिद्र संरचनेचा विकास होतो. रासायनिक सक्रियतेमध्ये, कार्बनची उच्च तापमानावर एका डिहायड्रेटिंग एजंटद्वारे अभिक्रिया केली जाते जी कार्बन रचनेतून बहुतेक हायड्रोजन आणि ऑक्सिजन काढून टाकते. रासायनिक सक्रियतेमध्ये बहुतेकदा कार्बनीकरण आणि सक्रियतेचे चरण एकत्र केले जातात, परंतु प्रक्रियेनुसार हे दोन्ही चरण स्वतंत्रपणे होऊ शकतात. रासायनिक सक्रियतेचे घटक म्हणून KOH वापरताना 3,000 m2 /g पेक्षा जास्त पृष्ठभाग आढळले आहेत.

वेगवेगळ्या कच्च्या मालापासून तयार केलेले सक्रिय कार्बन.

अनेक वेगवेगळ्या उद्देशांसाठी वापरल्या जाणाऱ्या शोषक असण्याव्यतिरिक्त, सक्रिय कार्बन विविध कच्च्या मालापासून तयार केला जाऊ शकतो, ज्यामुळे तो एक अविश्वसनीय बहुमुखी उत्पादन बनतो जो उपलब्ध असलेल्या कच्च्या मालावर अवलंबून अनेक वेगवेगळ्या क्षेत्रांमध्ये तयार केला जाऊ शकतो. यापैकी काही पदार्थांमध्ये वनस्पतींचे कवच, फळांचे दगड, लाकूड पदार्थ, डांबर, धातूचे कार्बाइड, कार्बन ब्लॅक, सांडपाण्यातील कचरा साठा आणि पॉलिमर स्क्रॅप यांचा समावेश आहे. विकसित छिद्र रचना असलेल्या 5 कार्बन स्वरूपात आधीच अस्तित्वात असलेल्या विविध प्रकारचे कोळसा, सक्रिय कार्बन तयार करण्यासाठी पुढील प्रक्रिया केली जाऊ शकते. जरी जवळजवळ कोणत्याही कच्च्या मालापासून सक्रिय कार्बन तयार केला जाऊ शकतो, तरी टाकाऊ पदार्थांपासून सक्रिय कार्बन तयार करणे सर्वात किफायतशीर आणि पर्यावरणास जागरूक आहे. नारळाच्या कवचांपासून तयार केलेल्या सक्रिय कार्बनमध्ये मोठ्या प्रमाणात सूक्ष्म छिद्रे असल्याचे दिसून आले आहे, ज्यामुळे ते उच्च शोषण क्षमता आवश्यक असलेल्या अनुप्रयोगांसाठी सर्वात सामान्यपणे वापरले जाणारे कच्चे माल बनतात. भूसा आणि इतर लाकडी स्क्रॅप सामग्रीमध्ये मजबूत विकसित सूक्ष्म छिद्रे संरचना देखील असतात ज्या वायू टप्प्यातून शोषण्यासाठी चांगल्या असतात. ऑलिव्ह, प्लम, जर्दाळू आणि पीच दगडांपासून सक्रिय कार्बन तयार केल्याने अत्यंत एकसंध शोषक तयार होतात ज्यामध्ये लक्षणीय कडकपणा, घर्षण प्रतिरोधकता आणि उच्च सूक्ष्म छिद्रांचे प्रमाण असते. जर HCl आधीच काढून टाकले तर PVC स्क्रॅप सक्रिय होऊ शकतो आणि परिणामी सक्रिय कार्बन तयार होतो जो मिथिलीन ब्लूसाठी एक चांगला शोषक आहे. टायर स्क्रॅपमधून सक्रिय कार्बन देखील तयार केले गेले आहेत. संभाव्य पूर्वसूचकांच्या विस्तृत श्रेणीमध्ये फरक करण्यासाठी, सक्रियतेनंतर परिणामी भौतिक गुणधर्मांचे मूल्यांकन करणे आवश्यक होते. पूर्वसूचक निवडताना खालील गुणधर्म महत्त्वाचे असतात: छिद्रांचे विशिष्ट पृष्ठभाग क्षेत्रफळ, छिद्रांचे आकारमान आणि छिद्रांचे आकारमान वितरण, ग्रॅन्युलची रचना आणि आकार आणि कार्बन पृष्ठभागाची रासायनिक रचना/वर्ण.

योग्य वापरासाठी योग्य प्रिकर्सर निवडणे खूप महत्वाचे आहे कारण प्रिकर्सर मटेरियलमधील फरक कार्बनच्या छिद्रांच्या संरचनेवर नियंत्रण ठेवण्यास अनुमती देतो. वेगवेगळ्या प्रिकर्सरमध्ये वेगवेगळ्या प्रमाणात मॅक्रोपोर (> 50 nm,) असतात जे त्यांची प्रतिक्रियाशीलता निर्धारित करतात. हे मॅक्रोपोर शोषणासाठी प्रभावी नाहीत, परंतु त्यांच्या उपस्थितीमुळे सक्रियतेदरम्यान सूक्ष्मपोर तयार करण्यासाठी अधिक चॅनेल तयार होतात. याव्यतिरिक्त, मॅक्रोपोर शोषण दरम्यान शोषक रेणूंना सूक्ष्मपोरांपर्यंत पोहोचण्यासाठी अधिक मार्ग प्रदान करतात.