सक्रिय कार्बन अधिशोषण का सिद्धांत

1. अपनी छिद्र संरचना पर निर्भर करता है

सक्रिय कार्बन एक प्रकार का सूक्ष्म क्रिस्टलीय कार्बन पदार्थ है जो मुख्य रूप से कार्बनयुक्त पदार्थ से बना होता है। इसका रंग काला होता है, इसमें विकसित आंतरिक छिद्र संरचना, विशाल विशिष्ट सतही क्षेत्रफल और प्रबल अधिशोषण क्षमता होती है। सक्रिय कार्बन पदार्थ में असंख्य अदृश्य सूक्ष्म छिद्र होते हैं; 1 ग्राम सक्रिय कार्बन पदार्थ के सूक्ष्म छिद्र, उपयोग के बाद 800-1500 वर्ग मीटर तक फैल सकते हैं। अर्थात्, चावल के दाने के आकार के सक्रिय कार्बन कण में मौजूद छिद्रों का आंतरिक सतही क्षेत्रफल एक बैठक कक्ष के आकार का हो सकता है। मानव केशिका जैसी अत्यधिक विकसित छिद्र संरचना के कारण ही सक्रिय कार्बन में उच्च अधिशोषण क्षमता होती है।

सक्रिय कार्बन अधिशोषण वह प्रक्रिया है जिसमें गैस या तरल पदार्थ निष्क्रिय ठोस पदार्थ सक्रिय कार्बन की सतह पर एकत्रित हो जाते हैं। इस प्रक्रिया का उपयोग जल, वायु और गैसीय धाराओं से विभिन्न प्रकार के घुले हुए प्रदूषकों को हटाने के लिए किया जाता है।

2. अणुओं के बीच अधिशोषण बल

इसे "वैन डेर वाल्स गुरुत्वाकर्षण" के नाम से भी जाना जाता है। यद्यपि आणविक गति की गति तापमान और पदार्थ से प्रभावित होती है, फिर भी यह सूक्ष्म वातावरण में हमेशा गतिमान रहती है। सक्रिय कार्बन में अणुओं के बीच पारस्परिक आकर्षण के कारण, जब एक अणु सक्रिय कार्बन के आंतरिक छिद्र में प्रवेश करता है, तो वह आंतरिक छिद्र में समाहित हो जाता है। अणुओं के बीच पारस्परिक आकर्षण के कारण, और भी अणु आकर्षित होते हैं, जब तक कि आंतरिक छिद्र भर न जाए।

सक्रिय कार्बन का अधिशोषण सिद्धांत: कणों की सतह पर बनी परत में सतही सांद्रता संतुलित हो जाती है, जिससे कार्बनिक पदार्थों की अशुद्धियाँ सक्रिय कार्बन कणों पर अधिशोषित हो जाती हैं और शुरुआत में उच्च अधिशोषण प्रभाव दिखाई देता है। लेकिन समय के साथ, सक्रिय कार्बन की अधिशोषण क्षमता धीरे-धीरे कम होती जाती है और अधिशोषण प्रभाव भी घटता जाता है। यदि एक्वेरियम के पानी में गंदगी अधिक हो या कार्बनिक पदार्थों की मात्रा अधिक हो, तो सक्रिय कार्बन का निस्पंदन कार्य शीघ्र ही समाप्त हो जाता है। सक्रिय कार्बन की नियमित सफाई या उसे बदलना आवश्यक है।