Karbon aktibatua (AK) egurretik, koko-oskoletatik, ikatzetik eta konoetatik sortutako porositate eta xurgapen-ahalmen handiko material karbonosoei egiten die erreferentzia. AK hainbat industriatan erabiltzen den adsorbente erabilienetako bat da, uretatik eta airetik kutsatzaile ugari kentzeko. Nekazaritza- eta hondakin-produktuetatik sintetizatutako AK geroztik, alternatiba bikaina dela frogatu da tradizionalki erabiltzen diren iturri ez-berriztagarri eta garestietarako. AK prestatzeko, bi prozesu erabiltzen dira: karbonizazioa eta aktibazioa. Lehenengo prozesuan, aitzindariak tenperatura altuetan jartzen dira, 400 eta 850 °C artean, osagai lurrunkor guztiak kanporatzeko. Tenperatura altuek aitzindaritik osagai ez-karbonotsu guztiak kentzen dituzte, hala nola hidrogenoa, oxigenoa eta nitrogenoa, gas eta alkitran moduan. Prozesu honek karbono-eduki handiko baina azalera eta porositate txikiko ikatza sortzen du. Hala ere, bigarren urratsak aurretik sintetizatutako ikatzaren aktibazioa dakar. Aktibazio-prozesuan poroen tamaina handitzea hiru zatitan sailka daiteke: lehenago eskuraezinak ziren poroen irekiera, poro berrien garapena aktibazio selektiboaren bidez eta dauden poroen zabalera.
Normalean, bi metodo erabiltzen dira aktibaziorako, fisikoa eta kimikoa, nahi den azalera eta porositatea lortzeko. Aktibazio fisikoak ikatz karbonizatuaren aktibazioa dakar, airea, karbono dioxidoa eta lurruna bezalako gas oxidatzaileak erabiliz tenperatura altuetan (650 eta 900 °C artean). Karbono dioxidoa nahiago da normalean, bere izaera purua, erabiltzeko erraza eta 800 °C inguruan kontrola daitekeen aktibazio prozesuagatik. Poroen uniformetasun handia lor daiteke karbono dioxidoaren aktibazioaren bidez, lurrunarekin alderatuta. Hala ere, aktibazio fisikorako, lurruna askoz nahiago da karbono dioxidoaren aldean, azalera nahiko handiko AC sor baitaiteke. Uraren molekula-tamaina txikiagoa denez, ikatzaren egituran duen difusioa eraginkortasunez gertatzen da. Lurrunaren bidezko aktibazioa karbono dioxidoarena baino bi edo hiru aldiz handiagoa dela ikusi da, bihurketa-maila berdinarekin.
Hala ere, ikuspegi kimikoak aitzindaria aktibatzaileekin (NaOH, KOH eta FeCl3, etab.) nahastea dakar. Aktibatzaile hauek oxidatzaile eta deshidratatzaile gisa jokatzen dute. Ikuspegi honetan, karbonizazioa eta aktibazioa aldi berean egiten dira tenperatura nahiko baxuagoan, 300-500 °C-tan, ikuspegi fisikoarekin alderatuta. Ondorioz, deskonposizio pirolitikoa eragiten du eta, ondoren, egitura porotsuaren hedapena eta karbono-errendimendu handia lortzen dira. Ikuspegi kimikoaren abantaila nagusiak ikuspegi fisikoarekiko hauek dira: tenperatura baxuaren beharra, mikroporositate handiko egiturak, azalera handia eta erreakzio-osatzeko denbora minimizatua.
Aktibazio kimikoaren metodoaren nagusitasuna Kimek eta bere lankideek [1] proposatutako eredu batean oinarrituta azal daiteke, zeinaren arabera mikroporoak eratzeaz arduratzen diren hainbat mikrodomeinu esferiko aurkitzen diren AC-n. Bestalde, mesoporoak mikrodomeinuen arteko eskualdeetan garatzen dira. Esperimentalki, ikatz aktibatua eratu zuten fenol-oinarritutako erretxinetatik aktibazio kimikoaren (KOH erabiliz) eta fisikoaren (lurruna erabiliz) bidez (1. irudia). Emaitzek erakutsi zuten KOH aktibazioaren bidez sintetizatutako AC-ak 2878 m2/g-ko azalera handia zuela, lurrun aktibazioaren bidezko 2213 m2/g-rekin alderatuta. Horrez gain, beste faktore batzuk, hala nola poroen tamaina, azalera, mikroporoen bolumena eta batez besteko poroen zabalera, KOH-rekin aktibatutako baldintzetan lurrunarekin aktibatutakoekin alderatuta hobeak zirela ikusi zen.
Lurrun-aktibazioaren bidez prestatutako ACaren (C6S9) eta KOH aktibazioaren (C6K9) arteko desberdintasunak, hurrenez hurren, mikroegitura-ereduaren arabera azalduta.
Partikula-tamainaren eta prestatzeko metodoaren arabera, hiru motatan sailka daiteke: AC potentziaduna, AC pikortsua eta AC perlatsua. AC potentziaduna 1 mm-ko tamaina duten granulu finetatik eratzen da, 0,15-0,25 mm-ko batez besteko diametroarekin. AC pikortsua tamaina handiagoa eta kanpoko azalera txikiagoa du. AC pikortsua fase likido eta gaseosoko hainbat aplikaziotarako erabiltzen da, haien dimentsio-erlazioen arabera. Hirugarren klasea: AC perlatsua, oro har, petrolio-breatik sintetizatzen da, 0,35 eta 0,8 mm arteko diametroarekin. Bere erresistentzia mekaniko handiagatik eta hauts-eduki txikiagatik da ezaguna. Oso erabilia da ohe fluidizatuko aplikazioetan, hala nola ura iragaztean, bere egitura esferikoa dela eta.
Argitaratze data: 2022ko ekainaren 18a