Aktif karbon işleme prosedürü tipik olarak, bitkisel kökenli karbonlu malzemenin karbonizasyonunu ve ardından aktivasyonunu içerir. Karbonizasyon, ham maddeleri uçucu madde içeriğini en aza indirerek ve malzemenin karbon içeriğini artırarak karbona dönüştüren 400-800°C'lik bir ısı işlemidir. Bu, malzemenin mukavemetini artırır ve karbonun aktive edilmesi için gerekli olan başlangıçta gözenekli bir yapı oluşturur. Karbonizasyon koşullarının ayarlanması, nihai ürünü önemli ölçüde etkileyebilir. Artan karbonizasyon sıcaklığı reaktiviteyi artırır, ancak aynı zamanda mevcut gözenek hacmini azaltır. Bu azalan gözenek hacmi, daha yüksek karbonizasyon sıcaklıklarında malzemenin yoğunlaşmasının artmasından kaynaklanır ve bu da mekanik mukavemette artışa yol açar. Bu nedenle, istenen karbonizasyon ürününe bağlı olarak doğru işlem sıcaklığını seçmek önemlidir.
Bu oksitler karbondan dışarı yayılır ve kısmi gazlaşmaya neden olarak daha önce kapalı olan gözenekleri açar ve karbonun iç gözenekli yapısını daha da geliştirir. Kimyasal aktivasyonda, karbon yüksek sıcaklıklarda bir dehidrasyon ajanı ile reaksiyona sokulur ve bu da karbon yapısından hidrojen ve oksijenin büyük bir kısmını uzaklaştırır. Kimyasal aktivasyon genellikle karbonizasyon ve aktivasyon adımlarını birleştirir, ancak bu iki adım işleme bağlı olarak ayrı ayrı da gerçekleşebilir. KOH'ın kimyasal aktivasyon ajanı olarak kullanılması durumunda 3.000 m2/g'ın üzerinde yüksek yüzey alanları bulunmuştur.
Farklı Hammaddelerden Elde Edilen Aktif Karbon.
Birçok farklı amaç için kullanılan bir adsorban olmasının yanı sıra, aktif karbon, çok çeşitli hammaddelerden üretilebildiği için, mevcut hammaddeye bağlı olarak birçok farklı alanda üretilebilen inanılmaz derecede çok yönlü bir üründür. Bu hammaddelerden bazıları arasında bitki kabukları, meyve çekirdekleri, odunsu malzemeler, asfalt, metal karbürler, karbon siyahları, kanalizasyon atıklarından elde edilen hurda atıklar ve polimer artıkları yer almaktadır. Halihazırda gelişmiş gözenek yapısına sahip karbonlu bir formda bulunan farklı kömür türleri, aktif karbon oluşturmak için daha da işlenebilir. Aktif karbon neredeyse her türlü hammaddeden üretilebilse de, atık malzemelerden üretmek en uygun maliyetli ve çevre bilincine sahip yöntemdir. Hindistan cevizi kabuklarından üretilen aktif karbonların yüksek miktarda mikrogözenek içerdiği gösterilmiştir; bu da onları yüksek adsorpsiyon kapasitesinin gerekli olduğu uygulamalar için en yaygın kullanılan hammadde haline getirmektedir. Talaş ve diğer odunsu hurda malzemeler de gaz fazından adsorpsiyon için uygun olan güçlü gelişmiş mikrogözenekli yapılar içerir. Zeytin, erik, kayısı ve şeftali çekirdeklerinden aktif karbon üretimi, önemli sertliğe, aşınmaya karşı dirence ve yüksek mikrogözenek hacmine sahip oldukça homojen adsorbanlar elde edilmesini sağlar. PVC hurdası, önceden HCl uzaklaştırılırsa aktif hale getirilebilir ve metilen mavisi için iyi bir adsorban olan aktif karbon elde edilir. Hatta lastik hurdasından bile aktif karbon üretilmiştir. Çok çeşitli olası öncüller arasında ayrım yapmak için, aktivasyondan sonra ortaya çıkan fiziksel özellikleri değerlendirmek gerekir. Bir öncül seçerken aşağıdaki özellikler önemlidir: gözeneklerin özgül yüzey alanı, gözenek hacmi ve gözenek hacmi dağılımı, granüllerin bileşimi ve boyutu ve karbon yüzeyinin kimyasal yapısı/karakteri.
Doğru uygulama için doğru öncü maddeyi seçmek çok önemlidir çünkü öncü maddelerin çeşitliliği, karbonun gözenek yapısını kontrol etmeyi sağlar. Farklı öncü maddeler, reaktivitelerini belirleyen farklı miktarlarda makrogözenek (> 50 nm) içerir. Bu makrogözenekler adsorpsiyon için etkili değildir, ancak varlıkları aktivasyon sırasında mikrogözeneklerin oluşumu için daha fazla kanal sağlar. Ek olarak, makrogözenekler, adsorpsiyon sırasında adsorbat moleküllerinin mikrogözeneklere ulaşması için daha fazla yol sağlar.
Yayın tarihi: 01.08.2022