Karbon aktif (AC) nujul kana bahan anu ngandung karbon anu luhur anu gaduh porositas sareng kamampuan sorpsi anu luhur anu dihasilkeun tina kai, batok kalapa, batu bara, sareng kerucut, jsb. AC mangrupikeun salah sahiji adsorben anu sering dianggo anu dianggo dina rupa-rupa industri pikeun miceun seueur polutan tina awak cai sareng hawa. Kusabab AC disintésis tina produk tatanén sareng runtah, éta parantos kabuktosan janten alternatif anu saé pikeun sumber anu teu tiasa dianyari sareng mahal anu dianggo sacara tradisional. Pikeun persiapan AC, dua prosés dasar, karbonisasi sareng aktivasi, dianggo. Dina prosés anu kahiji, prékursor dipanaskeun dina suhu anu luhur, antara 400 sareng 850°C, pikeun ngaluarkeun sadaya komponén anu nguap. Suhu anu luhur ngaleungitkeun sadaya komponén nonkarbon tina prékursor sapertos hidrogén, oksigén, sareng nitrogén dina bentuk gas sareng tar. Prosés ieu ngahasilkeun arang anu gaduh kandungan karbon anu luhur tapi luas permukaan sareng porositas anu handap. Nanging, léngkah kadua ngalibatkeun aktivasi arang anu disintésis sateuacanna. Peningkatan ukuran pori salami prosés aktivasi tiasa dikategorikeun kana tilu: muka pori-pori anu sateuacanna teu tiasa diaksés, pamekaran pori-pori anyar ku aktivasi selektif, sareng ngalegaan pori-pori anu tos aya.
Biasana, aya dua pendekatan, fisik sareng kimia, anu dianggo pikeun aktivasi pikeun kéngingkeun luas permukaan sareng porositas anu dipikahoyong. Aktivasi fisik ngalibatkeun aktivasi areng anu dikarbonisasi nganggo gas pangoksidasi sapertos hawa, karbon dioksida, sareng uap dina suhu anu luhur (antara 650 sareng 900°C). Karbon dioksida biasana langkung dipikaresep kusabab sifatna anu murni, penanganan anu gampang, sareng prosés aktivasi anu tiasa dikontrol sakitar 800°C. Keseragaman pori anu luhur tiasa didapet ku aktivasi karbon dioksida dibandingkeun sareng uap. Nanging, pikeun aktivasi fisik, uap langkung dipikaresep dibandingkeun sareng karbon dioksida sabab AC kalayan luas permukaan anu relatif luhur tiasa dihasilkeun. Kusabab ukuran molekul cai anu langkung alit, difusi na dina struktur areng lumangsung sacara efisien. Aktivasi ku uap parantos kapendak sakitar dua dugi ka tilu kali langkung luhur tibatan karbon dioksida kalayan tingkat konvérsi anu sami.
Nanging, pendekatan kimia ngalibatkeun nyampur prékursor sareng agén pangaktif (NaOH, KOH, sareng FeCl3, jsb.). Agén pangaktif ieu bertindak salaku oksidan ogé agén dehidrasi. Dina pendekatan ieu, karbonisasi sareng aktivasi dilaksanakeun sacara simultan dina suhu anu relatif langkung handap 300-500°C dibandingkeun sareng pendekatan fisik. Hasilna, éta mangaruhan dékomposisi pirolitik sareng, teras, ngahasilkeun ékspansi struktur porous anu ningkat sareng hasil karbon anu luhur. Kauntungan utama pendekatan kimia tibatan fisik nyaéta sarat suhu anu handap, struktur mikroporositas anu luhur, luas permukaan anu ageung, sareng waktos réngsé réaksi anu diminimalkeun.
Kaunggulan metode aktivasi kimiawi tiasa dijelaskeun dumasar kana modél anu diusulkeun ku Kim sareng réréncangan sasama [1] anu numutkeun éta rupa-rupa mikrodomain buleud anu tanggung jawab pikeun ngabentuk mikropori kapanggih dina AC. Di sisi séjén, mesopori dimekarkeun di daérah intermikrodomain. Sacara ékspériméntal, aranjeunna ngabentuk karbon aktif tina résin berbasis fenol ku aktivasi kimiawi (nganggo KOH) sareng fisik (nganggo uap) (Gambar 1). Hasilna nunjukkeun yén AC anu disintésis ku aktivasi KOH gaduh luas permukaan anu luhur nyaéta 2878 m2/g dibandingkeun sareng 2213 m2/g ku aktivasi uap. Salaku tambahan, faktor-faktor sanés sapertos ukuran pori, luas permukaan, volume mikropori, sareng lebar pori rata-rata sadayana kapendak langkung saé dina kaayaan anu diaktipkeun KOH dibandingkeun sareng anu diaktipkeun uap.
Bédana antara AC anu disiapkeun tina aktivasi uap (C6S9) sareng aktivasi KOH (C6K9) masing-masing dijelaskeun dina modél mikrostruktur.
Gumantung kana ukuran partikel sareng metode persiapanna, éta tiasa dikategorikeun kana tilu jinis: AC anu dikuatkeun, AC granular, sareng AC manik-manik. AC anu dikuatkeun dibentuk tina granul leutik anu ukuranana 1 mm kalayan kisaran diaméter rata-rata 0,15-0,25 mm. AC Granular gaduh ukuran anu langkung ageung sareng luas permukaan luar anu langkung alit. AC Granular dianggo pikeun rupa-rupa aplikasi fase cair sareng fase gas gumantung kana babandingan diménsi na. Kelas katilu: AC manik-manik umumna disintésis tina pitch petroleum kalayan diaméter ti 0,35 dugi ka 0,8 mm. Éta dipikanyaho ku kakuatan mékanis anu luhur sareng eusi lebu anu handap. Éta seueur dianggo dina aplikasi unggun fluidisasi sapertos filtrasi cai kusabab struktur buleudna.
Waktos posting: 18 Juni 2022