সক্রিয় কার্বন প্রবর্তন

অ্যাক্টিভেটেড কার্বন (AC) বলতে কাঠ, নারকেলের খোসা, কয়লা এবং শঙ্কু ইত্যাদি থেকে উত্পাদিত উচ্চ ছিদ্র এবং শোষণ ক্ষমতাসম্পন্ন উচ্চ কার্বনসীয় পদার্থকে বোঝায়। এসি হল একটি ঘন ঘন ব্যবহৃত শোষণকারী উপাদান যা বিভিন্ন শিল্পে ব্যবহার করা হয় অসংখ্য দূষক অপসারণের জন্য। জল এবং বায়ু সংস্থা থেকে। যেহেতু, এসি কৃষি এবং বর্জ্য পণ্য থেকে সংশ্লেষিত, এটি ঐতিহ্যগতভাবে ব্যবহৃত অ-নবায়নযোগ্য এবং ব্যয়বহুল উত্সগুলির একটি দুর্দান্ত বিকল্প হিসাবে প্রমাণিত হয়েছে। এসি তৈরির জন্য কার্বনাইজেশন এবং অ্যাক্টিভেশন নামে দুটি মৌলিক প্রক্রিয়া ব্যবহার করা হয়। প্রথম প্রক্রিয়ায়, সমস্ত উদ্বায়ী উপাদানগুলিকে বের করে দেওয়ার জন্য পূর্বসূরীদের উচ্চ তাপমাত্রা, 400 থেকে 850 ডিগ্রি সেলসিয়াসের মধ্যে দেওয়া হয়। উচ্চ উচ্চ তাপমাত্রা পূর্বসূর থেকে সমস্ত অকার্বন উপাদান যেমন হাইড্রোজেন, অক্সিজেন এবং নাইট্রোজেন গ্যাস এবং টারস আকারে সরিয়ে দেয়। এই প্রক্রিয়াটি উচ্চ-কার্বন উপাদানযুক্ত কিন্তু নিম্ন পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল এবং ছিদ্রযুক্ত চর তৈরি করে। যাইহোক, দ্বিতীয় ধাপে পূর্বে সংশ্লেষিত চর সক্রিয়করণ জড়িত। সক্রিয়করণ প্রক্রিয়ার সময় ছিদ্রের আকার বৃদ্ধিকে তিনটি ভাগে ভাগ করা যেতে পারে: পূর্বের দুর্গম ছিদ্রগুলি খোলা, নির্বাচনী সক্রিয়করণের মাধ্যমে নতুন ছিদ্রের বিকাশ এবং বিদ্যমান ছিদ্রগুলিকে প্রশস্ত করা।
সাধারণত, দুটি পন্থা, ভৌত এবং রাসায়নিক, কাঙ্ক্ষিত পৃষ্ঠ এলাকা এবং ছিদ্র পেতে সক্রিয়করণের জন্য ব্যবহৃত হয়। দৈহিক সক্রিয়করণের মধ্যে উচ্চ তাপমাত্রায় (650 এবং 900 °C এর মধ্যে) বায়ু, কার্বন ডাই অক্সাইড এবং বাষ্পের মতো অক্সিডাইজিং গ্যাস ব্যবহার করে কার্বনাইজড চারের সক্রিয়করণ জড়িত। কার্বন ডাই অক্সাইড সাধারণত পছন্দ করা হয় কারণ এর বিশুদ্ধ প্রকৃতি, সহজ পরিচালনা এবং 800 ডিগ্রি সেলসিয়াসের কাছাকাছি নিয়ন্ত্রণযোগ্য সক্রিয়করণ প্রক্রিয়া। বাষ্পের তুলনায় কার্বন ডাই অক্সাইড সক্রিয়করণের সাথে উচ্চ ছিদ্র অভিন্নতা পাওয়া যেতে পারে। যাইহোক, ফিজিক্যাল অ্যাক্টিভেশনের জন্য, কার্বন ডাই অক্সাইডের তুলনায় বাষ্পকে অনেক বেশি পছন্দ করা হয় কারণ তুলনামূলকভাবে উচ্চ সারফেস এরিয়া সহ এসি তৈরি করা যায়। জলের ছোট অণুর আকারের কারণে, চরের কাঠামোর মধ্যে এর বিচ্ছুরণ দক্ষতার সাথে ঘটে। বাষ্প দ্বারা সক্রিয়করণ একই ডিগ্রি রূপান্তর সহ কার্বন ডাই অক্সাইডের চেয়ে প্রায় দুই থেকে তিন গুণ বেশি পাওয়া গেছে।
যাইহোক, রাসায়নিক পদ্ধতিতে অ্যাক্টিভেটিং এজেন্ট (NaOH, KOH, এবং FeCl3, ইত্যাদি) এর সাথে অগ্রদূতের মিশ্রণ জড়িত। এই সক্রিয় এজেন্টগুলি অক্সিডেন্টের পাশাপাশি ডিহাইড্রেটিং এজেন্ট হিসাবে কাজ করে। এই পদ্ধতিতে, ভৌত পদ্ধতির তুলনায় কার্বনাইজেশন এবং অ্যাক্টিভেশন একই সাথে তুলনামূলকভাবে কম তাপমাত্রা 300-500°C এ সঞ্চালিত হয়। ফলস্বরূপ, এটি পাইরোলাইটিক পচনকে প্রভাবিত করে এবং তারপরে, উন্নত ছিদ্রযুক্ত গঠন এবং উচ্চ কার্বন ফলন সম্প্রসারণ করে। দৈহিক পদ্ধতির তুলনায় রাসায়নিকের প্রধান সুবিধা হল নিম্ন তাপমাত্রার প্রয়োজন, উচ্চ মাইক্রোপোরোসিটি কাঠামো, বৃহৎ পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল এবং ন্যূনতম প্রতিক্রিয়া সমাপ্তির সময়।
রাসায়নিক সক্রিয়করণ পদ্ধতির শ্রেষ্ঠত্ব কিম এবং তার সহকর্মীদের দ্বারা প্রস্তাবিত একটি মডেলের ভিত্তিতে ব্যাখ্যা করা যেতে পারে [১] যে অনুসারে মাইক্রোপোর গঠনের জন্য দায়ী বিভিন্ন গোলাকার মাইক্রোডোমেন এসি-তে পাওয়া যায়। অন্যদিকে, মেসোপোরগুলি ইন্টারমাইক্রোডোমেন অঞ্চলে বিকশিত হয়। পরীক্ষামূলকভাবে, তারা রাসায়নিক (KOH ব্যবহার করে) এবং শারীরিক (বাষ্প ব্যবহার করে) সক্রিয়করণ (চিত্র 1) দ্বারা ফেনল-ভিত্তিক রজন থেকে সক্রিয় কার্বন তৈরি করে। ফলাফলগুলি দেখায় যে KOH অ্যাক্টিভেশন দ্বারা সংশ্লেষিত AC বাষ্প অ্যাক্টিভেশন দ্বারা 2213 m2/g এর তুলনায় 2878 m2/g উচ্চ পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলের অধিকারী। এছাড়াও, অন্যান্য কারণগুলি যেমন ছিদ্রের আকার, পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল, মাইক্রোপোর ভলিউম এবং গড় ছিদ্রের প্রস্থ সবই KOH-অ্যাক্টিভেটেড অবস্থায় বাষ্প সক্রিয়ের তুলনায় ভাল বলে পাওয়া গেছে।

স্টিম অ্যাক্টিভেশন (C6S9) এবং KOH অ্যাক্টিভেশন (C6K9) থেকে প্রস্তুত AC-এর মধ্যে পার্থক্যগুলি যথাক্রমে, মাইক্রোস্ট্রাকচার মডেলের পরিপ্রেক্ষিতে ব্যাখ্যা করা হয়েছে।

কণার আকার এবং প্রস্তুতির পদ্ধতির উপর নির্ভর করে, এটিকে তিন প্রকারে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে: চালিত এসি, দানাদার এসি এবং বিড এসি। চালিত এসি 1 মিমি আকারের সূক্ষ্ম দানা থেকে তৈরি হয় যার গড় ব্যাস 0.15-0.25 মিমি। দানাদার এসি তুলনামূলকভাবে বড় আকারের এবং কম বাহ্যিক ক্ষেত্রফল রয়েছে। দানাদার এসি তাদের মাত্রা অনুপাতের উপর নির্ভর করে বিভিন্ন তরল ফেজ এবং বায়বীয় ফেজ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ব্যবহৃত হয়। তৃতীয় শ্রেণী: গুটিকা এসি সাধারণত পেট্রোলিয়াম পিচ থেকে সংশ্লেষিত হয় যার ব্যাস 0.35 থেকে 0.8 মিমি। এটি তার উচ্চ যান্ত্রিক শক্তি এবং কম ধুলো সামগ্রীর জন্য পরিচিত। এটির গোলাকার কাঠামোর কারণে জল পরিস্রাবণের মতো তরলযুক্ত বিছানা অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে এটি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।