Aktif Karbon Nedir?

Mustafa Ersan26 Ağustos 2022

Aktif karbon, birim hacim başına inanılmaz derecede geniş bir yüzey alanına ve adsorpsiyonun meydana geldiği bir submikroskopik gözenek ağına sahiptir. Aktif karbon malzemeler, hindistancevizi, kömür, fındık kabuğu, odun, linyit ve turba gibi karbonlu kaynak malzemelerden elde edilen organik bir malzemedir.

Aktif karbonlar için kullanılan birinci hammadde, yüksek seviye karbon miktarına sahip bir organik maddedir. Karbon bazlı malzeme, kontrol edilen bir hava atmosferi ve yüksek ısı içindeki bir fırında fiziksel olarak modifikasyon ve termal ayrışma methodu ile aktif karbona dönüştürülür. Bitmiş ürün, birim hacim başına geniş bir yüzey alanına ve adsorpsiyonun meydana geldiği bir submikroskopik gözenek ağına sahiptir.

Aktif Karbon Özellikleri Nelerdir?

Aktif bir karbon ürünü, aktivitesi ve fiziksel özellikleri ile karakterize edilebilir. Aktivite özellikleri, mikro gözenek, mezo gözenek ve makro gözenekli bölgelerin üç gözenek büyüklüğü bölgesinde karbonun mevcut gözenek hacmini tanımlayan gözenek boyutu dağılımını içerir:

Mikro gözenek bölgesi: 100 Angstrom’dan az
Mezopore bölgesi: 100 ila 1.000 Angstrom arasında
Makro gözenek bölgesi: 1.000 Angstrom’dan büyük

Gözenek boyutu dağılım özellikleri, karbonun kirletici maddeleri (adsorbatları) sudan arındırmak için potansiyel performansının temel göstergeleridir. Gaz fazında karşımıza çıkan moleküller genel olarak sıvı faz uygulamalarındakinden daha ufaktır. Bu nedenle bir gaz fazı karbonu mikro gözenek bölgesinde yoğunlaşan gözeneklerinin çoğuna sahiptir.

Hem adsorbatların karbon gözenekleri boyunca hareketini kolaylaştırmak hem de belirli moleküler boyutların adsorpsiyonu için geniş bir gözenek boyutları yelpazesi mevcut olmalıdır. Sıvı fazlı karbonlar genellikle renk gövdelerini ve daha büyük organik maddeleri uzaklaştırmak için daha geniş bir gözenek boyutu dağılımı içerirken, tat ve koku bileşiklerinin giderilmesi için bir miktar mikro gözeneklilik sağlar.

Fiziksel özellikler arasında yüzey alanı, ürün yoğunluğu, ağ boyutu, aşınma direnci ve kül içeriği bulunur.

Ölçülen tipik karbon özellikleri şunları içerir:

İyot Numarası: Gram karbon başına adsorbe edilen mg I2 cinsinden rapor edilen belirli bir standart test koşullarında iyot adsorpsiyonunu ölçerek aktif karbonun yüzey alanını tahmin etmek için yapılan standart test.

Yüzey Alanı: Belirli bir karbon kütlesi için adsorpsiyon için mevcut yüzey miktarı, m2 / g biriminde bildirilen BET azot adsorpsiyonu gibi teknikler kullanılarak ölçülür.

Ürün Yoğunluğu: g / cc veya lbs / cf cinsinden bildirilen maksimum paketleme verimliliğinde karbonun yoğunluğu olan görünür yoğunluk dahil olmak üzere çeşitli özellikler mevcuttur.

Kül Seviyesi: Aktif karbonun karbon olmayan içeriğinin bir ölçüsü, tüm ana malzemeler belirli bir kül bileşenine sahiptir. İçerik, baz malzemeden baz malzemeye değişir. Örneğin hindistan cevizi kabuğu karbonu, daha fazla alkali toprak metaline sahip olma eğilimindedir. bazlı karbonlar daha ağır metallere sahiptir.

Aktif Karbon Nasıl Çalışır?

Fiziksel adsorpsiyon, aktif karbonun sıvı veya buhar akışlarından kirletici maddeleri uzaklaştırmak için çalıştığı birincil araçtır. Karbonun birim ağırlık başına geniş yüzey alanı, kirletici maddelerin aktif karbon ortamına yapışmasına izin verir.

Karbonun geniş iç yüzey alanı, diğer molekülleri çekmek için çalışan birkaç çekici kuvvete sahiptir. Bu kuvvetler, yerçekimi kuvvetine benzer bir şekilde ortaya çıkar. Bu nedenle, sudaki kirleticiler, çözeltideki ve karbon gözeneklerindeki adsorbat konsantrasyonundaki farklılıkların bir sonucu olarak bir çözeltiden karbon yüzeyine adsorbe edilir.

Fiziksel adsorpsiyon, tüm moleküllerin, özellikle bir katı yüzeyindeki moleküller çekici kuvvetler uyguladığı ve bu yüzey moleküllerinin diğer moleküllere yapışmaya çalıştığı için oluşur.

Çözünmüş adsorbat, en güçlü çekici kuvvetlerin bulunduğu alana ulaşmak için çözeltiden gözenek kanalları boyunca göç eder. Kirleticiler adsorbe olur çünkü karbon yüzeyin onlar için çekiciliği, çözeltide çözünmelerini sağlayan çekici kuvvetlerden daha güçlüdür.

Adsorbe etmek için bu tercihi sergileyen bileşikler, kirletici maddenin adsorbe edilmesi için gereken enerjinin üstesinden gelmek için karbon yüzeyinde yeterli enerji olduğunda bunu yapabilirler.