Karboni i aktivizuar (AC) i referohet materialeve shumë karbonike që kanë porozitet të lartë dhe aftësi thithëse të prodhuara nga druri, lëvozhgat e kokosit, qymyri dhe konet, etj. AC është një nga adsorbentët e përdorur shpesh që përdoret në industri të ndryshme për heqjen e ndotësve të shumtë. nga trupat e ujit dhe ajrit. Meqenëse AC i sintetizuar nga produktet bujqësore dhe mbeturinat, ai ka rezultuar të jetë një alternativë e shkëlqyer ndaj burimeve të papërtëritshme dhe të shtrenjta të përdorura tradicionalisht. Për përgatitjen e AC përdoren dy procese bazë, karbonizimi dhe aktivizimi. Në procesin e parë, prekursorët i nënshtrohen temperaturave të larta, midis 400 dhe 850°C, për të nxjerrë jashtë të gjithë përbërësit e paqëndrueshëm. Temperatura e lartë e ngritur largon të gjithë përbërësit jokarbonikë nga pararendësi si hidrogjeni, oksigjeni dhe azoti në formën e gazrave dhe katranit. Ky proces prodhon karbon me përmbajtje të lartë karboni, por sipërfaqe të ulët dhe porozitet. Megjithatë, hapi i dytë përfshin aktivizimin e karbonit të sintetizuar më parë. Rritja e madhësisë së poreve gjatë procesit të aktivizimit mund të kategorizohet në tre: hapja e poreve të paarritshme më parë, zhvillimi i poreve të reja me aktivizim selektiv dhe zgjerimi i poreve ekzistuese.
Zakonisht, dy qasje, fizike dhe kimike, përdoren për aktivizim për të marrë sipërfaqen dhe porozitetin e dëshiruar. Aktivizimi fizik përfshin aktivizimin e karbonit të karbonizuar duke përdorur gazra oksidues si ajri, dioksidi i karbonit dhe avulli në temperatura të larta (midis 650 dhe 900°C). Dioksidi i karbonit zakonisht preferohet për shkak të natyrës së tij të pastër, trajtimit të lehtë dhe procesit të aktivizimit të kontrollueshëm rreth 800°C. Njëtrajtshmëri e lartë e poreve mund të arrihet me aktivizimin e dioksidit të karbonit në krahasim me avullin. Megjithatë, për aktivizimin fizik, avulli është shumë i preferuar në krahasim me dioksidin e karbonit pasi mund të prodhohet AC me sipërfaqe relativisht të lartë. Për shkak të madhësisë më të vogël të molekulës së ujit, difuzioni i tij brenda strukturës së karbonit ndodh në mënyrë efikase. Aktivizimi me avull është gjetur të jetë rreth dy deri në tre herë më i lartë se dioksidi i karbonit me të njëjtën shkallë konvertimi.
Megjithatë, qasja kimike përfshin përzierjen e prekursorit me agjentët aktivizues (NaOH, KOH dhe FeCl3, etj.). Këta agjentë aktivizues veprojnë si oksidues, si dhe agjentë dehidratues. Në këtë qasje, karbonizimi dhe aktivizimi kryhen njëkohësisht në një temperaturë relativisht më të ulët 300-500°C në krahasim me qasjen fizike. Si rezultat, ai ndikon në dekompozimin pirolitik dhe, më pas, rezulton në zgjerimin e strukturës poroze të përmirësuar dhe rendiment të lartë të karbonit. Përfitimet kryesore të qasjes kimike ndaj asaj fizike janë kërkesa për temperaturë të ulët, struktura me mikroporozitet të lartë, sipërfaqja e madhe dhe koha minimale e përfundimit të reagimit.
Epërsia e metodës së aktivizimit kimik mund të shpjegohet në bazë të një modeli të propozuar nga Kim dhe bashkëpunëtorët e tij [1] sipas të cilit mikrodomanë të ndryshëm sferikë përgjegjës për formimin e mikroporeve gjenden në AC. Nga ana tjetër, mezoporet zhvillohen në rajonet ndërmikrodomainale. Eksperimentalisht, ata formuan karbon të aktivizuar nga rrëshira me bazë fenoli nga aktivizimi kimik (duke përdorur KOH) dhe fizik (duke përdorur avull) (Figura 1). Rezultatet treguan se AC i sintetizuar nga aktivizimi i KOH zotëronte sipërfaqe të lartë prej 2878 m2/g krahasuar me 2213 m2/g nga aktivizimi me avull. Për më tepër, faktorë të tjerë si madhësia e poreve, sipërfaqja, vëllimi i mikroporeve dhe gjerësia mesatare e poreve janë gjetur të gjithë më të mirë në kushtet e aktivizimit të KOH në krahasim me aktivizimin me avull.
Dallimet ndërmjet AC Përgatitur nga aktivizimi me avull (C6S9) dhe aktivizimi i KOH (C6K9), përkatësisht, shpjegohen në termat e modelit të mikrostrukturës.
Në varësi të madhësisë së grimcave dhe mënyrës së përgatitjes, ajo mund të kategorizohet në tre lloje: AC me energji, AC grimcuar dhe AC rruaza. AC me fuqi është formuar nga kokrriza të imta me madhësi 1 mm me diametër mesatar prej 0,15-0,25 mm. AC granular ka madhësi relativisht më të madhe dhe më pak sipërfaqe të jashtme. AC grimcuar përdoren për aplikime të ndryshme të fazës së lëngshme dhe të gaztë në varësi të raporteve të dimensioneve të tyre. Klasa e tretë: rruaza AC në përgjithësi sintetizohet nga katrani i naftës me diametër që varion nga 0,35 në 0,8 mm. Është i njohur për forcën e tij të lartë mekanike dhe përmbajtjen e ulët të pluhurit. Përdoret gjerësisht në aplikimet e shtratit të lëngshëm siç është filtrimi i ujit për shkak të strukturës së tij sferike.
Koha e postimit: Qershor-18-2022