सक्रिय कार्बन उत्पादन प्रक्रियाएँ

सक्रिय कार्बन के प्रसंस्करण की प्रक्रिया में आमतौर पर कार्बोनाइजेशन होता है जिसके बाद वनस्पति मूल से कार्बोनेसियस सामग्री को सक्रिय किया जाता है।कार्बोनाइजेशन 400-800 डिग्री सेल्सियस पर एक ताप उपचार है जो अस्थिर पदार्थ की सामग्री को कम करके और सामग्री की कार्बन सामग्री को बढ़ाकर कच्चे माल को कार्बन में परिवर्तित करता है।इससे सामग्री की ताकत बढ़ती है और प्रारंभिक छिद्रपूर्ण संरचना बनती है जो कार्बन को सक्रिय करने के लिए आवश्यक है।कार्बोनाइजेशन की स्थितियों को समायोजित करने से अंतिम उत्पाद महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित हो सकता है।बढ़ा हुआ कार्बोनाइजेशन तापमान प्रतिक्रियाशीलता बढ़ाता है, लेकिन साथ ही मौजूद छिद्रों की मात्रा भी कम कर देता है।छिद्रों की यह घटी हुई मात्रा कार्बोनाइजेशन के उच्च तापमान पर सामग्री के संघनन में वृद्धि के कारण होती है जिससे यांत्रिक शक्ति में वृद्धि होती है।इसलिए, कार्बोनाइजेशन के वांछित उत्पाद के आधार पर सही प्रक्रिया तापमान चुनना महत्वपूर्ण हो जाता है।

ये ऑक्साइड कार्बन से बाहर फैलते हैं जिसके परिणामस्वरूप आंशिक गैसीकरण होता है जो पहले से बंद छिद्रों को खोलता है और कार्बन की आंतरिक छिद्रपूर्ण संरचना को और विकसित करता है।रासायनिक सक्रियण में, कार्बन को उच्च तापमान पर एक निर्जलीकरण एजेंट के साथ प्रतिक्रिया की जाती है जो कार्बन संरचना से अधिकांश हाइड्रोजन और ऑक्सीजन को समाप्त कर देता है।रासायनिक सक्रियण अक्सर कार्बोनाइजेशन और सक्रियण चरण को जोड़ता है, लेकिन प्रक्रिया के आधार पर ये दोनों चरण अभी भी अलग-अलग हो सकते हैं।रासायनिक सक्रिय 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 उपयोग किए जाने वाले अधिशोषक होने के अलावा, सक्रिय कार्बन को विभिन्न कच्चे माल से उत्पादित किया जा सकता है, जिससे यह एक अविश्वसनीय रूप से बहुमुखी उत्पाद बन जाता है जिसे कच्चे माल की उपलब्धता के आधार पर कई अलग-अलग क्षेत्रों में उत्पादित किया जा सकता है।इनमें से कुछ सामग्रियों में पौधों के गोले, फलों के पत्थर, लकड़ी की सामग्री, डामर, धातु कार्बाइड, कार्बन ब्लैक, सीवेज से स्क्रैप अपशिष्ट जमा और पॉलिमर स्क्रैप शामिल हैं।विभिन्न प्रकार के कोयले, जो पहले से ही एक विकसित छिद्र संरचना के साथ 5 कार्बोनेसियस रूप में मौजूद हैं, को सक्रिय कार्बन बनाने के लिए आगे संसाधित किया जा सकता है।यद्यपि 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 खोल से उत्पादित सक्रिय कार्बन में उच्च मात्रा में माइक्रोप्रोर्स होते हैं, जिससे वे उन अनुप्रयोगों के लिए सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला कच्चा माल बन जाते हैं जहां उच्च सोखने की क्षमता की आवश्यकता होती है।चूरा और अन्य वुडी स्क्रैप सामग्री में भी दृढ़ता से विकसित सूक्ष्म संरचनाएं होती हैं जो गैस चरण से सोखने के लिए अच्छी होती हैं।जैतून, बेर, खुबानी और आड़ू के पत्थरों से सक्रिय कार्बन का उत्पादन महत्वपूर्ण कठोरता, घर्षण के प्रतिरोध और उच्च माइक्रोपोर मात्रा के साथ अत्यधिक समरूप अधिशोषक पैदा करता है।यदि एचसीएल को पहले ही हटा दिया जाए तो पीवीसी स्क्रैप को सक्रिय किया जा सकता है, और इसके परिणामस्वरूप सक्रिय कार्बन बनता है जो मेथिलीन ब्लू के लिए एक अच्छा अवशोषक है।सक्रिय कार्बन का उत्पादन टायर स्क्रैप से भी किया गया है।संभावित पूर्ववर्तियों 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 सतह क्षेत्र, छिद्र मात्रा और छिद्र मात्रा वितरण, कणिकाओं की संरचना और आकार, और कार्बन सतह की रासायनिक संरचना/चरित्र।

सही अनुप्रयोग के लिए सही अग्रदूत का चयन करना बहुत महत्वपूर्ण है क्योंकि पूर्ववर्ती सामग्रियों की भिन्नता कार्बन छिद्र संरचना को नियंत्रित करने की अनुमति देती है।विभिन्न पूर्ववर्तियों में अलग-अलग मात्रा में मैक्रोप्रोर्स (> 50 एनएम) होते हैं, जो 6 उनकी प्रतिक्रियाशीलता निर्धारित करते हैं।ये मैक्रोप्रोर्स सोखने के लिए प्रभावी नहीं हैं, लेकिन उनकी उपस्थिति सक्रियण के दौरान माइक्रोप्रोर्स के निर्माण के लिए अधिक चैनलों की अनुमति देती है।इसके अतिरिक्त, मैक्रोप्रोर्स सोखने के दौरान माइक्रोप्रोर्स तक पहुंचने के लिए सोखने वाले अणुओं के लिए अधिक मार्ग प्रदान करते हैं।