सक्रिय कार्बन के निर्माण की प्रक्रिया में आमतौर पर वनस्पति मूल के कार्बनयुक्त पदार्थों का कार्बनीकरण और उसके बाद सक्रियण शामिल होता है। कार्बनीकरण 400-800°C पर की जाने वाली एक ऊष्मा प्रक्रिया है जो कच्चे माल को कार्बन में परिवर्तित करती है, जिससे वाष्पशील पदार्थों की मात्रा कम हो जाती है और पदार्थ में कार्बन की मात्रा बढ़ जाती है। इससे पदार्थ की मजबूती बढ़ती है और एक प्रारंभिक छिद्रयुक्त संरचना बनती है, जो कार्बन के सक्रियण के लिए आवश्यक है। कार्बनीकरण की स्थितियों को समायोजित करने से अंतिम उत्पाद पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ सकता है। कार्बनीकरण तापमान बढ़ने से प्रतिक्रियाशीलता बढ़ती है, लेकिन साथ ही छिद्रों का आयतन कम हो जाता है। छिद्रों के आयतन में यह कमी कार्बनीकरण के उच्च तापमान पर पदार्थ के संघनन में वृद्धि के कारण होती है, जिससे यांत्रिक मजबूती बढ़ती है। इसलिए, वांछित कार्बनीकरण उत्पाद के आधार पर सही प्रक्रिया तापमान का चयन करना महत्वपूर्ण हो जाता है।
ये ऑक्साइड कार्बन से बाहर निकल जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप आंशिक गैसीकरण होता है। इससे पहले से बंद छिद्र खुल जाते हैं और कार्बन की आंतरिक छिद्रयुक्त संरचना और विकसित हो जाती है। रासायनिक सक्रियण में, कार्बन को उच्च तापमान पर एक निर्जलीकरण कारक के साथ अभिक्रिया कराया जाता है, जो कार्बन संरचना से अधिकांश हाइड्रोजन और ऑक्सीजन को हटा देता है। रासायनिक सक्रियण में अक्सर कार्बनीकरण और सक्रियण चरण एक साथ होते हैं, लेकिन प्रक्रिया के आधार पर ये दोनों चरण अलग-अलग भी हो सकते हैं। KOH को रासायनिक सक्रियण कारक के रूप में उपयोग करने पर 3,000 m²/g से अधिक का उच्च सतह क्षेत्र प्राप्त हुआ है।
विभिन्न कच्चे माल से सक्रिय कार्बन।
सक्रिय कार्बन कई अलग-अलग उद्देश्यों के लिए उपयोग किए जाने वाले एक सोखने वाले पदार्थ होने के साथ-साथ विभिन्न प्रकार के कच्चे माल से भी बनाया जा सकता है, जिससे यह एक बेहद बहुमुखी उत्पाद बन जाता है जिसका उत्पादन उपलब्ध कच्चे माल के आधार पर कई क्षेत्रों में किया जा सकता है। इनमें से कुछ सामग्रियों में पौधों के छिलके, फलों की गुठलियाँ, लकड़ी की सामग्री, डामर, धातु कार्बाइड, कार्बन ब्लैक, सीवेज से प्राप्त अपशिष्ट और पॉलिमर स्क्रैप शामिल हैं। विभिन्न प्रकार के कोयले, जो पहले से ही विकसित छिद्र संरचना के साथ कार्बनयुक्त रूप में मौजूद होते हैं, को सक्रिय कार्बन बनाने के लिए आगे संसाधित किया जा सकता है। यद्यपि सक्रिय कार्बन लगभग किसी भी कच्चे माल से बनाया जा सकता है, अपशिष्ट पदार्थों से सक्रिय कार्बन बनाना सबसे अधिक लागत प्रभावी और पर्यावरण के अनुकूल है। नारियल के छिलकों से उत्पादित सक्रिय कार्बन में उच्च मात्रा में सूक्ष्म छिद्र पाए गए हैं, जिससे यह उन अनुप्रयोगों के लिए सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला कच्चा माल बन गया है जहाँ उच्च सोखने की क्षमता की आवश्यकता होती है। लकड़ी का बुरादा और अन्य लकड़ी के स्क्रैप पदार्थों में भी मजबूत विकसित सूक्ष्म छिद्र संरचनाएँ होती हैं जो गैसीय अवस्था से सोखने के लिए उपयुक्त होती हैं। जैतून, बेर, खुबानी और आड़ू की गुठलियों से सक्रिय कार्बन बनाने पर उच्च समरूपता वाले, पर्याप्त कठोरता, घर्षण प्रतिरोध और उच्च सूक्ष्म छिद्र आयतन वाले अधिशोषक प्राप्त होते हैं। पीवीसी स्क्रैप को एचसीएल को पहले से हटाकर सक्रिय किया जा सकता है, जिससे प्राप्त सक्रिय कार्बन मेथिलीन ब्लू के लिए एक अच्छा अधिशोषक होता है। टायर स्क्रैप से भी सक्रिय कार्बन बनाया गया है। संभावित पूर्ववर्तियों की विस्तृत श्रृंखला में अंतर करने के लिए, सक्रियण के बाद प्राप्त भौतिक गुणों का मूल्यांकन करना आवश्यक हो जाता है। पूर्ववर्ती का चयन करते समय निम्नलिखित गुण महत्वपूर्ण होते हैं: छिद्रों का विशिष्ट पृष्ठीय क्षेत्रफल, छिद्र आयतन और छिद्र आयतन वितरण, कणों की संरचना और आकार, और कार्बन सतह की रासायनिक संरचना/विशेषता।
सही अनुप्रयोग के लिए सही पूर्ववर्ती पदार्थ का चयन अत्यंत महत्वपूर्ण है क्योंकि पूर्ववर्ती पदार्थों में भिन्नता कार्बन की छिद्र संरचना को नियंत्रित करने की अनुमति देती है। विभिन्न पूर्ववर्ती पदार्थों में वृहद छिद्रों (> 50 nm) की मात्रा भिन्न-भिन्न होती है, जो उनकी प्रतिक्रियाशीलता निर्धारित करती है। ये वृहद छिद्र अधिशोषण के लिए प्रभावी नहीं होते हैं, लेकिन इनकी उपस्थिति सक्रियण के दौरान सूक्ष्म छिद्रों के निर्माण के लिए अधिक मार्ग प्रदान करती है। इसके अतिरिक्त, वृहद छिद्र अधिशोषक अणुओं को अधिशोषण के दौरान सूक्ष्म छिद्रों तक पहुँचने के लिए अधिक मार्ग प्रदान करते हैं।
पोस्ट करने का समय: 01 अप्रैल 2022