چالو کاربن کا تعارف

ایکٹیویٹڈ کاربن (AC) سے مراد وہ اعلیٰ کاربونیسیئس مواد ہے جس میں لکڑی، ناریل کے چھلکوں، کوئلے اور شنک وغیرہ سے پیدا ہونے والی اعلی سطحی اور چھانٹنے کی صلاحیت ہوتی ہے۔ AC مختلف صنعتوں میں متعدد آلودگیوں کو ہٹانے کے لیے استعمال کیے جانے والے اکثر استعمال ہونے والے ادسوربنٹ میں سے ایک ہے۔ پانی اور ہوا کے اداروں سے. چونکہ، AC زرعی اور فضلہ کی مصنوعات سے ترکیب کیا گیا ہے، یہ روایتی طور پر استعمال کیے جانے والے غیر قابل تجدید اور مہنگے ذرائع کا ایک بہترین متبادل ثابت ہوا ہے۔ AC کی تیاری کے لیے، دو بنیادی عمل، کاربنائزیشن اور ایکٹیویشن، استعمال کیے جاتے ہیں۔ پہلے عمل میں، تمام اتار چڑھاؤ والے اجزا کو باہر نکالنے کے لیے، پیشگی کو 400 اور 850 ° C کے درمیان اعلی درجہ حرارت کا نشانہ بنایا جاتا ہے۔ اعلی درجہ حرارت پیشگی سے تمام غیر کاربن اجزاء جیسے ہائیڈروجن، آکسیجن، اور نائٹروجن کو گیسوں اور ٹارس کی شکل میں ہٹا دیتا ہے۔ اس عمل سے چار پیدا ہوتا ہے جس میں کاربن کا مواد زیادہ ہوتا ہے لیکن سطح کا رقبہ کم ہوتا ہے اور سوراخ ہوتا ہے۔ تاہم، دوسرے مرحلے میں پہلے سے ترکیب شدہ چار کو چالو کرنا شامل ہے۔ ایکٹیویشن کے عمل کے دوران سوراخ کے سائز میں اضافہ کو تین میں درجہ بندی کیا جا سکتا ہے: پہلے سے ناقابل رسائی سوراخوں کا کھلنا، منتخب ایکٹیویشن کے ذریعے نئے تاکوں کی نشوونما، اور موجودہ چھیدوں کو چوڑا کرنا۔
عام طور پر، دو نقطہ نظر، جسمانی اور کیمیائی، کو چالو کرنے کے لیے مطلوبہ سطح کا رقبہ اور پورسٹی حاصل کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ جسمانی ایکٹیویشن میں اعلی درجہ حرارت (650 اور 900 ° C کے درمیان) پر ہوا، کاربن ڈائی آکسائیڈ، اور بھاپ جیسی آکسیڈائزنگ گیسوں کا استعمال کرتے ہوئے کاربنائزڈ چار کو چالو کرنا شامل ہے۔ کاربن ڈائی آکسائیڈ کو عام طور پر اس کی خالص فطرت، آسان ہینڈلنگ، اور 800 ° C کے ارد گرد قابل کنٹرول ایکٹیویشن کے عمل کی وجہ سے ترجیح دی جاتی ہے۔ بھاپ کے مقابلے میں کاربن ڈائی آکسائیڈ ایکٹیویشن کے ساتھ اعلی تاکنا یکسانیت حاصل کی جا سکتی ہے۔ تاہم، فزیکل ایکٹیویشن کے لیے، کاربن ڈائی آکسائیڈ کے مقابلے میں بھاپ کو زیادہ ترجیح دی جاتی ہے کیونکہ نسبتاً زیادہ سطح کے رقبے کے ساتھ AC پیدا کیا جا سکتا ہے۔ پانی کے چھوٹے مالیکیول سائز کی وجہ سے، چار کی ساخت کے اندر اس کا پھیلاؤ مؤثر طریقے سے ہوتا ہے۔ بھاپ کے ذریعے ایکٹیویشن کاربن ڈائی آکسائیڈ کے مقابلے میں تقریباً دو سے تین گنا زیادہ پائی گئی ہے جس میں تبدیلی کی ایک ہی ڈگری ہے۔
تاہم، کیمیائی نقطہ نظر میں ایکٹیویٹنگ ایجنٹوں (NaOH، KOH، اور FeCl3، وغیرہ) کے ساتھ پیشگی کا اختلاط شامل ہے۔ یہ فعال کرنے والے ایجنٹ آکسیڈینٹ کے ساتھ ساتھ پانی کی کمی کے ایجنٹوں کے طور پر بھی کام کرتے ہیں۔ اس نقطہ نظر میں، جسمانی نقطہ نظر کے مقابلے میں کاربنائزیشن اور ایکٹیویشن ایک ساتھ نسبتاً کم درجہ حرارت 300-500 ° C پر کی جاتی ہے۔ نتیجے کے طور پر، یہ پائرولٹک سڑن کو متاثر کرتا ہے اور اس کے بعد، بہتر غیر محفوظ ڈھانچے اور کاربن کی اعلی پیداوار میں توسیع کا نتیجہ ہوتا ہے۔ جسمانی نقطہ نظر کے مقابلے میں کیمیکل کے بڑے فوائد کم درجہ حرارت کی ضرورت، اعلی مائیکرو پوروسیٹی ڈھانچے، سطح کا بڑا رقبہ، اور رد عمل کی تکمیل کا کم سے کم وقت ہیں۔
کیمیکل ایکٹیویشن کے طریقہ کار کی برتری کی وضاحت کم اور اس کے ساتھی کارکنوں کے تجویز کردہ ماڈل کی بنیاد پر کی جا سکتی ہے [1] جس کے مطابق مائکرو پورس کی تشکیل کے لیے ذمہ دار مختلف کروی مائیکرو ڈومینز AC میں پائے جاتے ہیں۔ دوسری طرف، میسوپورس انٹر مائکروڈومین خطوں میں تیار ہوتے ہیں۔ تجرباتی طور پر، انہوں نے کیمیکل (KOH استعمال کرتے ہوئے) اور جسمانی (بھاپ کا استعمال کرتے ہوئے) ایکٹیویشن (شکل 1) کے ذریعے فینول پر مبنی رال سے فعال کاربن بنایا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ KOH ایکٹیویشن کے ذریعے ترکیب شدہ AC کا سطحی رقبہ 2878 m2/g تھا جبکہ بھاپ ایکٹیویشن کے ذریعے 2213 m2/g تھا۔ مزید برآں، دیگر عوامل جیسے کہ تاکنا کا سائز، سطح کا رقبہ، مائکرو پور کا حجم، اور تاکنا کی اوسط چوڑائی، سبھی KOH- ایکٹیویٹڈ حالات میں بھاپ کو چالو کرنے کے مقابلے میں بہتر پائے گئے۔

بھاپ ایکٹیویشن (C6S9) اور KOH ایکٹیویشن (C6K9) سے تیار کردہ AC کے درمیان فرق بالترتیب مائکرو اسٹرکچر ماڈل کے لحاظ سے بیان کیا گیا ہے۔

ذرات کے سائز اور تیاری کے طریقے پر منحصر ہے، اسے تین اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: پاورڈ AC، گرینولر AC، اور bead AC۔ پاورڈ اے سی باریک دانے داروں سے بنتا ہے جس کا سائز 1 ملی میٹر ہوتا ہے جس کا قطر 0.15-0.25 ملی میٹر ہوتا ہے۔ دانے دار AC کا سائز نسبتاً بڑا اور بیرونی سطح کا رقبہ کم ہے۔ دانے دار AC ان کے طول و عرض کے تناسب کے لحاظ سے مختلف مائع فیز اور گیس فیز ایپلی کیشنز کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ تھرڈ کلاس: بیڈ اے سی کو عام طور پر پیٹرولیم پچ سے ترکیب کیا جاتا ہے جس کا قطر 0.35 سے 0.8 ملی میٹر تک ہوتا ہے۔ یہ اپنی اعلی مکینیکل طاقت اور کم دھول کے مواد کے لیے جانا جاتا ہے۔ اس کی کروی ساخت کی وجہ سے پانی کی فلٹریشن جیسے فلوائزڈ بیڈ ایپلی کیشنز میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔