Karbon teraktif (AC) merujuk kepada bahan berkarbon tinggi yang mempunyai keliangan dan keupayaan penyerapan yang tinggi yang dihasilkan daripada kayu, tempurung kelapa, arang batu, dan kon, dsb. AC ialah salah satu penjerap yang kerap digunakan yang digunakan dalam pelbagai industri untuk penyingkiran pelbagai bahan pencemar. daripada badan air dan udara. Oleh kerana, AC disintesis daripada produk pertanian dan sisa, ia telah terbukti sebagai alternatif yang hebat kepada sumber yang tidak boleh diperbaharui dan mahal yang digunakan secara tradisional. Untuk penyediaan AC, dua proses asas, pengkarbonan dan pengaktifan, digunakan. Dalam proses pertama, prekursor tertakluk kepada suhu tinggi, antara 400 dan 850°C, untuk mengeluarkan semua komponen yang tidak menentu. Suhu tinggi yang tinggi menghilangkan semua komponen bukan karbon daripada prekursor seperti hidrogen, oksigen, dan nitrogen dalam bentuk gas dan tar. Proses ini menghasilkan arang yang mempunyai kandungan karbon tinggi tetapi luas permukaan dan keliangan yang rendah. Walau bagaimanapun, langkah kedua melibatkan pengaktifan char yang disintesis sebelum ini. Peningkatan saiz liang semasa proses pengaktifan boleh dikategorikan kepada tiga: pembukaan pori-pori yang sebelum ini tidak boleh diakses, pembangunan liang baru dengan pengaktifan terpilih, dan pelebaran liang sedia ada.
Biasanya, dua pendekatan, fizikal dan kimia, digunakan untuk pengaktifan untuk mendapatkan luas permukaan dan keliangan yang diingini. Pengaktifan fizikal melibatkan pengaktifan arang berkarbonat menggunakan gas pengoksidaan seperti udara, karbon dioksida, dan wap pada suhu tinggi (antara 650 dan 900°C). Karbon dioksida biasanya lebih disukai kerana sifatnya yang tulen, pengendalian yang mudah, dan proses pengaktifan yang boleh dikawal sekitar 800°C. Keseragaman liang yang tinggi boleh diperolehi dengan pengaktifan karbon dioksida berbanding dengan wap. Walau bagaimanapun, untuk pengaktifan fizikal, stim lebih disukai berbanding karbon dioksida kerana AC dengan luas permukaan yang agak tinggi boleh dihasilkan. Oleh kerana saiz molekul air yang lebih kecil, resapannya dalam struktur arang berlaku dengan cekap. Pengaktifan melalui stim didapati sekitar dua hingga tiga kali lebih tinggi daripada karbon dioksida dengan tahap penukaran yang sama.
Walau bagaimanapun, pendekatan kimia melibatkan pencampuran prekursor dengan agen pengaktif (NaOH, KOH, dan FeCl3, dll.). Agen pengaktif ini bertindak sebagai oksidan dan juga agen penyahhidratan. Dalam pendekatan ini, pengkarbonan dan pengaktifan dijalankan secara serentak pada suhu yang agak rendah 300-500°C berbanding dengan pendekatan fizikal. Akibatnya, ia memberi kesan kepada penguraian pirolitik dan, kemudian, menghasilkan pengembangan struktur berliang yang lebih baik dan hasil karbon yang tinggi. Faedah utama kimia berbanding pendekatan fizikal ialah keperluan suhu rendah, struktur mikroporositi tinggi, luas permukaan yang besar, dan masa penyiapan tindak balas yang diminimumkan.
Keunggulan kaedah pengaktifan kimia boleh dijelaskan berdasarkan model yang dicadangkan oleh Kim dan rakan sekerjanya [1] mengikut mana pelbagai mikrodomain sfera yang bertanggungjawab untuk pembentukan mikropori ditemui dalam AC. Sebaliknya, mesopores dibangunkan di kawasan intermikrodomain. Secara eksperimen, mereka membentuk karbon teraktif daripada resin berasaskan fenol dengan pengaktifan kimia (menggunakan KOH) dan fizikal (menggunakan stim) (Rajah 1). Keputusan menunjukkan bahawa AC yang disintesis melalui pengaktifan KOH mempunyai luas permukaan yang tinggi iaitu 2878 m2/g berbanding 2213 m2/g melalui pengaktifan wap. Selain itu, faktor-faktor lain seperti saiz liang, luas permukaan, isipadu mikropori, dan purata lebar liang semuanya didapati lebih baik dalam keadaan teraktif KOH berbanding dengan stim diaktifkan.
Perbezaan antara AC Disediakan daripada pengaktifan stim(C6S9) dan pengaktifan KOH (C6K9), masing-masing, dijelaskan dari segi model struktur mikro.
Bergantung pada saiz zarah dan kaedah penyediaan, ia boleh dikategorikan kepada tiga jenis: AC berkuasa, AC berbutir dan AC manik. AC berkuasa terbentuk daripada butiran halus yang mempunyai saiz 1 mm dengan julat diameter purata 0.15-0.25 mm. Granular AC mempunyai saiz yang agak besar dan kurang luas permukaan luaran. Granular AC digunakan untuk pelbagai fasa cecair dan aplikasi fasa gas bergantung pada nisbah dimensinya. Kelas ketiga: AC manik biasanya disintesis daripada padang petroleum dengan diameter antara 0.35 hingga 0.8 mm. Ia terkenal dengan kekuatan mekanikal yang tinggi dan kandungan habuk yang rendah. Ia digunakan secara meluas dalam aplikasi katil terbendalir seperti penapisan air kerana struktur sferanya.
Masa siaran: Jun-18-2022