Karbono aktibatua (AC) zura, koko-oskolak, ikatzak eta konoak, eta abarretatik ekoitzitako porositate eta xurgatze-gaitasun handia duten karbono oso karbonodun materialei deritzo. AC hainbat industrietan kutsatzaile ugari kentzeko maiz erabiltzen den xurgatzaileetako bat da. ur eta aire gorputzetatik. Geroztik, nekazaritzako eta hondakin-produktuetatik sintetizatutako AC, tradizioz erabilitako iturri ez-berriztagarri eta garestien alternatiba bikaina dela frogatu da. AC prestatzeko, oinarrizko bi prozesu erabiltzen dira, karbonizazioa eta aktibazioa. Lehenengo prozesuan, aitzindariek tenperatura altuak jasaten dituzte, 400 eta 850 °C artean, osagai lurrunkor guztiak kanporatzeko. Tenperatura altuak altuak karbonorik gabeko osagai guztiak kentzen ditu aitzindariari, hala nola hidrogenoa, oxigenoa eta nitrogenoa gas eta alkitran moduan. Prozesu honek karbono-eduki handia baina gainazal eta porositate txikia duen garratza sortzen du. Hala ere, bigarren urratsak aldez aurretik sintetizatutako chara aktibatzea dakar. Aktibazio-prozesuan zehar poroen tamainaren hobekuntza hirutan sailka daiteke: aurretik eskuraezinak ziren poroak irekitzea, aktibazio selektiboaren bidez poro berriak garatzea eta lehendik dauden poroak zabaltzea.
Normalean, bi ikuspegi erabiltzen dira, fisikoa eta kimikoa, nahi den azalera eta porositatea lortzeko aktibatzeko. Aktibazio fisikoak karbonizatutako karbohidratoak aktibatzea dakar, airea, karbono dioxidoa eta lurruna bezalako gas oxidatzaileak erabiliz tenperatura altuetan (650 eta 900 °C artean). Karbono dioxidoa hobetsi ohi da bere izaera hutsagatik, maneiatzeko errazagatik eta 800 °C inguruan kontrola daitekeen aktibazio-prozesuagatik. Poroen uniformetasun handia lor daiteke karbono dioxidoaren aktibazioarekin lurrunarekin alderatuta. Hala ere, aktibazio fisikorako, lurruna askoz hobeagoa da karbono dioxidoarekin alderatuta, azalera nahiko handia duen AC ekoitzi baitaiteke. Uraren molekula tamaina txikiagoa dela eta, bere hedapena char-en egituraren barruan modu eraginkorrean gertatzen da. Lurrun bidezko aktibazioa karbono dioxidoa baino bi edo hiru aldiz handiagoa dela konbertsio-maila berdinarekin.
Hala ere, hurbilketa kimikoak aitzindariak agente aktibatzen dituztenekin nahastea dakar (NaOH, KOH eta FeCl3, etab.). Agente aktibazio hauek oxidatzaile eta deshidratatzaile gisa jokatzen dute. Planteamendu honetan, karbonizazioa eta aktibazioa aldi berean egiten dira 300-500 °C tenperatura nahiko baxuagoan hurbilketa fisikoarekin alderatuta. Ondorioz, deskonposizio pirolitikoa eragiten du eta, ondoren, egitura porotsu hobetua eta karbono etekin handia hedatzen ditu. Ikuspegi kimikoaren onura nagusiak tenperatura baxuko eskakizuna, mikroporositate handiko egiturak, azalera handia eta erreakzio-denbora gutxitzea dira.
Aktibazio kimikoaren metodoaren nagusitasuna Kim eta bere lankideek [1] proposatutako eredu batean oinarrituta azal daiteke, zeinaren arabera mikroporoen eraketaz arduratzen diren hainbat mikrodomeinu esferiko aurkitzen diren AC-n. Bestalde, mesoporoak mikrodomeinuen arteko eskualdeetan garatzen dira. Esperimentalki, fenol-oinarritutako erretxinatik ikatz aktibatua eratu zuten aktibazio kimikoz (KOH erabiliz) eta fisikoaz (lurruna erabiliz) (1. irudia). Emaitzek erakutsi zuten KOH aktibazioan sintetizatutako AC 2878 m2/g-ko azalera handia zuela lurrunaren aktibazioan 2213 m2/g-ren aldean. Horrez gain, beste faktore batzuk, hala nola poroen tamaina, azalera, mikroporoen bolumena eta batez besteko poroen zabalera, hobeak izan ziren KOH-ak aktibatutako baldintzetan, lurrun aktibatutakoarekin alderatuta.
Lurrunaren aktibaziotik (C6S9) eta KOH aktibaziotik (C6K9) arteko desberdintasunak, hurrenez hurren, mikroegitura ereduaren arabera azalduta.
Partikulen tamainaren eta prestatzeko metodoaren arabera, hiru motatan sailka daiteke: AC elikatua, AC granularra eta AC alea. Powered AC 1 mm-ko tamaina duten pikor finetatik eratzen da, batez besteko diametroa 0,15-0,25 mm bitartekoa. Granular AC tamaina konparatiboki handiagoa eta kanpoko azalera txikiagoa du. AC granularra fase likido eta fase gaseosoko hainbat aplikaziotarako erabiltzen da dimentsio-erlazioen arabera. Hirugarren klasea: alea AC, oro har, petrolioaren zelaiatik sintetizatzen da 0,35 eta 0,8 mm arteko diametroarekin. Erresistentzia mekaniko handiagatik eta hauts eduki baxuagatik da ezaguna. Asko erabiltzen da ohe fluidizatuko aplikazioetan, hala nola ura iragaztea, bere egitura esferikoa dela eta.
Argitalpenaren ordua: 2022-06-18