सक्रिय कार्बन उत्पादन प्रक्रियाएँ

सक्रिय कार्बन के प्रसंस्करण की प्रक्रिया में आमतौर पर कार्बनीकरण के बाद वनस्पति मूल से कार्बनयुक्त पदार्थ का सक्रियण शामिल होता है। कार्बनीकरण 400-800 डिग्री सेल्सियस पर एक ऊष्मा उपचार है जो वाष्पशील पदार्थ की मात्रा को कम करके और सामग्री की कार्बन सामग्री को बढ़ाकर कच्चे माल को कार्बन में परिवर्तित करता है। इससे सामग्री की ताकत बढ़ जाती है और एक प्रारंभिक छिद्रपूर्ण संरचना बनती है जो कार्बन को सक्रिय करने के लिए आवश्यक है। कार्बनीकरण की स्थितियों को समायोजित करने से अंतिम उत्पाद पर काफी प्रभाव पड़ सकता है। बढ़ा हुआ कार्बनीकरण तापमान प्रतिक्रियाशीलता को बढ़ाता है, लेकिन साथ ही साथ मौजूद छिद्रों की मात्रा को कम करता है। छिद्रों की यह घटी हुई मात्रा कार्बनीकरण के उच्च तापमान पर सामग्री के संघनन में वृद्धि के कारण होती है जो यांत्रिक शक्ति में वृद्धि करती है। इसलिए, कार्बनीकरण के वांछित उत्पाद के आधार पर सही प्रक्रिया तापमान चुनना महत्वपूर्ण हो जाता है।

ये ऑक्साइड कार्बन से बाहर फैल जाते हैं जिसके परिणामस्वरूप आंशिक गैसीकरण होता है जो पहले बंद छिद्रों को खोलता है और कार्बन की आंतरिक छिद्रपूर्ण संरचना को और विकसित करता है। रासायनिक सक्रियण में, कार्बन को उच्च तापमान पर निर्जलीकरण एजेंट के साथ प्रतिक्रिया दी जाती है जो कार्बन संरचना से अधिकांश हाइड्रोजन और ऑक्सीजन को हटा देता है। रासायनिक सक्रियण अक्सर कार्बनीकरण और सक्रियण चरण को जोड़ता है, लेकिन प्रक्रिया के आधार पर ये दो चरण अलग-अलग भी हो सकते हैं। रासायनिक सक्रियण एजेंट के रूप में KOH का उपयोग करते समय 3,000 m2 /g से अधिक उच्च सतह क्षेत्र पाए गए हैं।

विभिन्न कच्चे माल से सक्रिय कार्बन.

कई अलग-अलग उद्देश्यों के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले एक सोखने वाले पदार्थ के अलावा, सक्रिय कार्बन को कई अलग-अलग कच्चे माल से बनाया जा सकता है, जिससे यह एक अविश्वसनीय रूप से बहुमुखी उत्पाद बन जाता है जिसे कई अलग-अलग क्षेत्रों में उत्पादित किया जा सकता है, जो इस बात पर निर्भर करता है कि कौन सा कच्चा माल उपलब्ध है। इनमें से कुछ सामग्रियों में पौधों के छिलके, फलों के पत्थर, लकड़ी के पदार्थ, डामर, धातु कार्बाइड, कार्बन ब्लैक, सीवेज से निकलने वाले स्क्रैप अपशिष्ट जमा और पॉलिमर स्क्रैप शामिल हैं। विभिन्न प्रकार के कोयले, जो पहले से ही एक विकसित छिद्र संरचना के साथ 5 कार्बनयुक्त रूप में मौजूद हैं, को सक्रिय कार्बन बनाने के लिए आगे संसाधित किया जा सकता है। हालाँकि सक्रिय कार्बन का उत्पादन लगभग किसी भी कच्चे माल से किया जा सकता है, लेकिन अपशिष्ट पदार्थों से सक्रिय कार्बन का उत्पादन करना सबसे अधिक लागत प्रभावी और पर्यावरण के प्रति जागरूक है। नारियल के छिलकों से उत्पादित सक्रिय कार्बन में उच्च मात्रा में माइक्रोपोर पाए गए हैं, जो उन्हें उन अनुप्रयोगों के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला कच्चा माल बनाता है जहाँ उच्च सोखने की क्षमता की आवश्यकता होती है। चूरा और अन्य लकड़ी के स्क्रैप पदार्थों में भी दृढ़ता से विकसित माइक्रोपोरस संरचनाएँ होती हैं जो गैस चरण से सोखने के लिए अच्छी होती हैं। जैतून, बेर, खुबानी और आड़ू के बीजों से सक्रिय कार्बन का उत्पादन करने से अत्यधिक कठोरता, घर्षण के प्रति प्रतिरोध और उच्च माइक्रोपोर वॉल्यूम के साथ अत्यधिक समरूप अधिशोषक प्राप्त होते हैं। यदि HCl को पहले से हटा दिया जाए तो PVC स्क्रैप को सक्रिय किया जा सकता है, और परिणामस्वरूप सक्रिय कार्बन प्राप्त होता है जो मेथिलीन ब्लू के लिए एक अच्छा अधिशोषक है। सक्रिय कार्बन का उत्पादन टायर स्क्रैप से भी किया गया है। संभावित अग्रदूतों की विस्तृत श्रृंखला के बीच अंतर करने के लिए, सक्रियण के बाद परिणामी भौतिक गुणों का मूल्यांकन करना आवश्यक हो जाता है। अग्रदूत चुनते समय निम्नलिखित गुण महत्वपूर्ण होते हैं: छिद्रों का विशिष्ट सतही क्षेत्र, छिद्र की मात्रा और छिद्र की मात्रा का वितरण, कणों की संरचना और आकार, और कार्बन सतह की रासायनिक संरचना/चरित्र।

सही अनुप्रयोग के लिए सही प्रीकर्सर चुनना बहुत महत्वपूर्ण है क्योंकि प्रीकर्सर सामग्रियों की विविधता कार्बन छिद्र संरचना को नियंत्रित करने की अनुमति देती है। विभिन्न प्रीकर्सर में मैक्रोपोर्स (> 50 एनएम) की अलग-अलग मात्रा होती है जो 6 उनकी प्रतिक्रियाशीलता निर्धारित करती है। ये मैक्रोपोर्स अधिशोषण के लिए प्रभावी नहीं हैं, लेकिन उनकी उपस्थिति सक्रियण के दौरान माइक्रोपोर्स के निर्माण के लिए अधिक चैनल की अनुमति देती है। इसके अतिरिक्त, मैक्रोपोर्स अधिशोषण के दौरान माइक्रोपोर्स तक पहुँचने के लिए अधिशोषक अणुओं के लिए अधिक मार्ग प्रदान करते हैं।