सक्रिय कार्बन का वर्गीकरण और प्रमुख अनुप्रयोग
परिचय
सक्रिय कार्बन कार्बन का एक अत्यधिक छिद्रयुक्त रूप है जिसका सतही क्षेत्रफल बहुत अधिक होता है, जिससे यह विभिन्न संदूषकों के लिए एक उत्कृष्ट अधिशोषक बन जाता है। अशुद्धियों को सोखने की इसकी क्षमता के कारण पर्यावरण, उद्योग और चिकित्सा क्षेत्र में इसका व्यापक उपयोग होता है। यह लेख इसके वर्गीकरण और प्रमुख उपयोगों का विस्तारपूर्वक वर्णन करता है।
उत्पादन विधियां
सक्रिय कार्बन का निर्माण नारियल के छिलके, लकड़ी, कोयला जैसे कार्बन युक्त पदार्थों से दो मुख्य प्रक्रियाओं के माध्यम से किया जाता है:
- अथ जलकर कोयला हो जाना– वाष्पशील यौगिकों को हटाने के लिए कच्चे माल को ऑक्सीजन रहित वातावरण में गर्म करना।
- सक्रियण– निम्नलिखित तरीकों से सरंध्रता में वृद्धि करना:
शारीरिक सक्रियता(भाप या CO₂ का उपयोग करके)
रासायनिक सक्रियण(फॉस्फोरिक एसिड या पोटेशियम हाइड्रोक्साइड जैसे एसिड या बेस का उपयोग करके)
सामग्री का चयन और सक्रियण विधि कार्बन के अंतिम गुणों को निर्धारित करती है।
सक्रिय कार्बन का वर्गीकरण
सक्रिय कार्बन को निम्नलिखित आधारों पर वर्गीकृत किया जा सकता है:
1. भौतिक रूप
- पाउडरयुक्त सक्रिय कार्बन (PAC)– तरल-चरण उपचारों में प्रयुक्त होने वाले महीन कण (<0.18 मिमी), जैसे कि जल शोधन और रंगहीनता।
- दानेदार सक्रिय कार्बन (GAC)– गैस और जल निस्पंदन प्रणालियों में उपयोग किए जाने वाले बड़े दाने (0.2–5 मिमी)।
- पेलेटाइज्ड सक्रिय कार्बन– वायु और वाष्प-चरण अनुप्रयोगों के लिए संपीड़ित बेलनाकार पेलेट्स।
सक्रिय कार्बन फाइबर (एसीएफ)– कपड़े या फेल्ट से बना सांचा, जिसका उपयोग विशेष गैस मास्क और विलायक पुनर्प्राप्ति में किया जाता है।
- 2. स्रोत सामग्री
- नारियल के खोल पर आधारित– उच्च सूक्ष्म छिद्रता, गैस अधिशोषण के लिए आदर्श (जैसे, श्वसन यंत्र, सोने की पुनर्प्राप्ति)।
- लकड़ी आधारित– बड़े छिद्र, जिनका उपयोग अक्सर चीनी की चाशनी जैसे तरल पदार्थों को रंगहीन करने में किया जाता है।
- कोयला आधारित– किफायती, औद्योगिक वायु और जल उपचार में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।3. छिद्र का आकार
- सूक्ष्म छिद्रयुक्त (<2 एनएम)– छोटे अणुओं के लिए प्रभावी (जैसे, गैस भंडारण, वीओसी निष्कासन)।
- मेसोपोरस (2–50 एनएम)– इसका उपयोग बड़े अणुओं के अधिशोषण में किया जाता है (जैसे, रंगों को हटाना)।
- वृहद छिद्रयुक्त (>50 एनएम)– यह तरल उपचारों में रुकावट को रोकने के लिए प्री-फिल्टर के रूप में कार्य करता है।
- पेयजल शुद्धिकरण– क्लोरीन, कार्बनिक दूषित पदार्थों और दुर्गंध को दूर करता है।
- व्यर्थ पानी का उपचार– यह औद्योगिक अपशिष्ट, दवाइयों और भारी धातुओं (जैसे पारा, सीसा) को छानता है।
- एक्वेरियम फ़िल्ट्रेशन– विषाक्त पदार्थों को अवशोषित करके पानी को स्वच्छ बनाए रखता है।2. वायु एवं गैस शुद्धिकरण
- इनडोर एयर फिल्टर– यह वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (VOCs), धुएं और गंध को रोकता है।
- औद्योगिक गैस सफाई– यह रिफाइनरी उत्सर्जन से हाइड्रोजन सल्फाइड (H₂S) जैसे प्रदूषकों को हटाता है।
- ऑटोमोटिव अनुप्रयोग– इसका उपयोग कार के केबिन एयर फिल्टर और ईंधन वाष्प पुनर्प्राप्ति प्रणालियों में किया जाता है।3. चिकित्सा एवं औषधीय उपयोग
- ज़हर और ओवरडोज़ का उपचार– मादक द्रव्यों की अधिक मात्रा लेने पर दी जाने वाली आपातकालीन औषधि (जैसे, सक्रिय चारकोल की गोलियां)।
- घाव पर पट्टी बांधना– रोगाणुरोधी सक्रिय कार्बन फाइबर संक्रमण को रोकते हैं।4. खाद्य एवं पेय उद्योग
- रंग बिगाड़ना– यह चीनी, वनस्पति तेल और मादक पेय पदार्थों को परिष्कृत करता है।
- स्वाद संवर्धन– पीने के पानी और जूस में मौजूद अवांछित स्वाद को दूर करता है।5. औद्योगिक और विशिष्ट उपयोग
- सोने की रिकवरी– खनन में साइनाइड के घोल से सोना निकालता है।
- विलायक पुनर्चक्रण– एसीटोन, बेंजीन और अन्य रसायनों को पुनर्प्राप्त करता है।
- गैस भंडारण– ऊर्जा अनुप्रयोगों में मीथेन और हाइड्रोजन का भंडारण करता है।
निष्कर्ष
सक्रिय कार्बन एक बहुमुखी सामग्री है जो पर्यावरण संरक्षण, स्वास्थ्य सेवा और औद्योगिक प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। इसकी प्रभावशीलता इसके रूप, स्रोत सामग्री और छिद्र संरचना पर निर्भर करती है। भविष्य में होने वाले विकास का उद्देश्य इसकी स्थिरता को बढ़ाना है, जैसे कि कृषि अपशिष्ट से इसका उत्पादन करना या पुनर्जनन तकनीकों को उन्नत करना।
जल संकट और वायु प्रदूषण जैसी वैश्विक चुनौतियाँ बढ़ने के साथ, सक्रिय कार्बन एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता रहेगा। भविष्य में इसके अनुप्रयोग जलवायु परिवर्तन के शमन के लिए कार्बन कैप्चर या सूक्ष्म प्लास्टिक को हटाने के लिए उन्नत निस्पंदन प्रणालियों जैसे उभरते क्षेत्रों में विस्तारित हो सकते हैं।
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पोस्ट करने का समय: 10 जुलाई 2025