Ang activated carbon (AC) ay tumutukoy sa mataas na carbonaceous na materyales na may mataas na porosity at sorption ability na ginawa mula sa kahoy, coconut shells, coal, at cones, atbp. Ang AC ay isa sa mga madalas na ginagamit na adsorbents na ginagamit sa iba't ibang industriya para sa pagtanggal ng maraming pollutant mula sa mga katawan ng tubig at hangin. Dahil, na-synthesize ang AC mula sa mga produktong pang-agrikultura at basura, napatunayang ito ay isang mahusay na alternatibo sa tradisyonal na ginagamit na hindi nababagong at mamahaling mga mapagkukunan. Para sa paghahanda ng AC, dalawang pangunahing proseso, carbonization at activation, ay ginagamit. Sa unang proseso, ang mga precursor ay sumasailalim sa mataas na temperatura, sa pagitan ng 400 at 850°C, upang paalisin ang lahat ng pabagu-bagong bahagi. Ang mataas na temperatura ay nag-aalis ng lahat ng hindi carbon na bahagi mula sa precursor tulad ng hydrogen, oxygen, at nitrogen sa anyo ng mga gas at tar. Ang prosesong ito ay gumagawa ng char na may mataas na carbon content ngunit mababa ang surface area at porosity. Gayunpaman, ang pangalawang hakbang ay nagsasangkot ng pag-activate ng dating na-synthesize na char. Ang pagpapalaki ng laki ng butas sa panahon ng proseso ng pag-activate ay maaaring ikategorya sa tatlo: pagbubukas ng mga dating hindi naa-access na mga pores, bagong pag-unlad ng pore sa pamamagitan ng selective activation, at pagpapalawak ng mga umiiral na pores.
Karaniwan, dalawang diskarte, pisikal at kemikal, ang ginagamit para sa pag-activate upang makuha ang nais na lugar sa ibabaw at porosity. Kasama sa pisikal na pag-activate ang pag-activate ng carbonized char gamit ang mga oxidizing gases gaya ng hangin, carbon dioxide, at singaw sa mataas na temperatura (sa pagitan ng 650 at 900°C). Karaniwang pinipili ang carbon dioxide dahil sa dalisay nitong kalikasan, madaling paghawak, at nakokontrol na proseso ng pag-activate sa paligid ng 800°C. Ang mataas na pagkakapareho ng butas ay maaaring makuha sa pag-activate ng carbon dioxide kumpara sa singaw. Gayunpaman, para sa pisikal na pag-activate, ang singaw ay higit na ginustong kumpara sa carbon dioxide dahil ang AC na may medyo mataas na lugar sa ibabaw ay maaaring gawin. Dahil sa mas maliit na sukat ng molekula ng tubig, ang pagsasabog nito sa loob ng istraktura ng char ay nagaganap nang mahusay. Napag-alaman na ang pag-activate sa pamamagitan ng singaw ay humigit-kumulang dalawa hanggang tatlong beses na mas mataas kaysa sa carbon dioxide na may parehong antas ng conversion.
Gayunpaman, ang diskarte sa kemikal ay nagsasangkot ng paghahalo ng precursor sa mga ahente ng pag-activate (NaOH, KOH, at FeCl3, atbp.). Ang mga activating agent na ito ay gumaganap bilang mga oxidant pati na rin ang mga dehydrating agent. Sa ganitong paraan, ang carbonization at activation ay isinasagawa nang sabay-sabay sa medyo mas mababang temperatura na 300-500°C kumpara sa pisikal na diskarte. Bilang resulta, ito ay nakakaapekto sa pyrolytic decomposition at, pagkatapos, ay nagreresulta sa pagpapalawak ng pinabuting porous na istraktura at mataas na carbon yield. Ang mga pangunahing benepisyo ng kemikal kaysa sa pisikal na diskarte ay ang mababang temperatura na kinakailangan, mataas na microporosity na istruktura, malaking lugar sa ibabaw, at pinaliit na oras ng pagkumpleto ng reaksyon.
Ang kahusayan ng paraan ng pag-activate ng kemikal ay maaaring ipaliwanag sa batayan ng isang modelo na iminungkahi ni Kim at ng kanyang mga katrabaho [1] ayon sa kung saan ang iba't ibang mga spherical microdomain na responsable para sa pagbuo ng mga micropores ay matatagpuan sa AC. Sa kabilang banda, ang mga mesopores ay binuo sa mga intermicrodomain na rehiyon. Sa eksperimento, nabuo nila ang activated carbon mula sa phenol-based resin sa pamamagitan ng kemikal (gamit ang KOH) at pisikal (gamit ang singaw) activation (Larawan 1). Ipinakita ng mga resulta na ang AC na na-synthesize ng KOH activation ay nagtataglay ng mataas na surface area na 2878 m2/g kumpara sa 2213 m2/g sa pamamagitan ng steam activation. Bilang karagdagan, ang iba pang mga kadahilanan tulad ng laki ng butas, lugar sa ibabaw, dami ng micropore, at average na lapad ng butas ay lahat ay natagpuan na mas mahusay sa mga kondisyon na na-activate ng KOH kumpara sa na-activate ng singaw.
Mga pagkakaiba sa pagitan ng AC Inihanda mula sa steam activation(C6S9) at KOH activation(C6K9), ayon sa pagkakabanggit, ipinaliwanag sa mga tuntunin ng microstructure model.
Depende sa laki ng butil at paraan ng paghahanda, maaari itong ikategorya sa tatlong uri: powered AC, butil-butil na AC, at bead AC. Ang powered AC ay nabuo mula sa mga pinong butil na may sukat na 1 mm na may average na hanay ng diameter na 0.15-0.25 mm. Ang Granular AC ay may medyo mas malaking sukat at mas kaunting panlabas na lugar sa ibabaw. Ang Granular AC ay ginagamit para sa iba't ibang liquid phase at gaseous phase na aplikasyon depende sa kanilang mga ratio ng dimensyon. Ikatlong klase: ang bead AC ay karaniwang synthesize mula sa petrolyo pitch na may diameter mula 0.35 hanggang 0.8 mm. Ito ay kilala sa mataas na mekanikal na lakas at mababang nilalaman ng alikabok. Ito ay malawakang ginagamit sa fluidized bed application tulad ng water filtration dahil sa spherical na istraktura nito.
Oras ng post: Hun-18-2022