activated carbon (AC) ဆိုသည်မှာ သစ်သား၊ အုန်းခွံ၊ ကျောက်မီးသွေးနှင့် ဖန်ခွက်များ စသည်တို့မှ ထုတ်လုပ်သော porosity နှင့် စုပ်ယူနိုင်စွမ်းမြင့်မားသော ကာဗွန်ပါဝင်မှုမြင့်မားသော ပစ္စည်းများကို ရည်ညွှန်းသည်။ AC သည် ရေနှင့်လေထုမှ ညစ်ညမ်းစေသော အရာများစွာကို ဖယ်ရှားရန်အတွက် စက်မှုလုပ်ငန်းအမျိုးမျိုးတွင် အသုံးပြုလေ့ရှိသော adsorbents များထဲမှ တစ်ခုဖြစ်သည်။ စိုက်ပျိုးရေးနှင့် စွန့်ပစ်ပစ္စည်းများမှ ပေါင်းစပ်ထုတ်လုပ်ထားသော AC ဖြစ်သောကြောင့် ရိုးရာနည်းလမ်းဖြင့် အသုံးပြု၍မရသော နှင့် စျေးကြီးသော အရင်းအမြစ်များအတွက် အကောင်းဆုံးရွေးချယ်မှုတစ်ခုဖြစ်ကြောင်း သက်သေပြခဲ့သည်။ AC ပြင်ဆင်ရန်အတွက် အခြေခံလုပ်ငန်းစဉ်နှစ်ခုဖြစ်သည့် carbonization နှင့် activation ကို အသုံးပြုသည်။ ပထမလုပ်ငန်းစဉ်တွင် precursors များကို 400 မှ 850°C အကြား မြင့်မားသောအပူချိန်ဖြင့် ထားရှိပြီး တည်ငြိမ်သော အစိတ်အပိုင်းအားလုံးကို ထုတ်လွှတ်သည်။ မြင့်မားသောအပူချိန်သည် precursors မှ hydrogen၊ oxygen နှင့် nitrogen ကဲ့သို့သော ကာဗွန်မဟုတ်သော အစိတ်အပိုင်းအားလုံးကို ဓာတ်ငွေ့များနှင့် tars ပုံစံဖြင့် ဖယ်ရှားပေးသည်။ ဤလုပ်ငန်းစဉ်သည် ကာဗွန်ပါဝင်မှုမြင့်မားသော်လည်း မျက်နှာပြင်ဧရိယာနှင့် porosity နည်းပါးသော char ကို ထုတ်လုပ်သည်။ သို့သော် ဒုတိယအဆင့်တွင် ယခင်ကပေါင်းစပ်ထားသော char ကို activation လုပ်ခြင်းပါဝင်သည်။ activation လုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း pore size မြှင့်တင်ခြင်းကို သုံးမျိုးခွဲခြားနိုင်သည်- ယခင်ကဝင်ရောက်၍မရသော pore များဖွင့်လှစ်ခြင်း၊ ရွေးချယ်ထားသော activation ဖြင့် pore အသစ်ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ခြင်းနှင့် ရှိပြီးသား pore များကျယ်လာခြင်း။
ပုံမှန်အားဖြင့် လိုချင်သော မျက်နှာပြင်ဧရိယာနှင့် porosity ရရှိရန် activation အတွက် ရူပဗေဒနှင့် ဓာတုဗေဒ ချဉ်းကပ်မှုနှစ်ခုကို အသုံးပြုလေ့ရှိသည်။ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ activation တွင် လေ၊ ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်နှင့် အငွေ့ကဲ့သို့သော အောက်ဆီဒေးရှင်းဓာတ်ငွေ့များကို မြင့်မားသောအပူချိန် (650 မှ 900°C အကြား) တွင် အသုံးပြု၍ ကာဗွန်ဓာတ်ပြုခြင်း ပါဝင်သည်။ ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ကို ၎င်း၏ သန့်စင်သော သဘောသဘာဝ၊ ကိုင်တွယ်ရလွယ်ကူမှုနှင့် 800°C ဝန်းကျင်တွင် ထိန်းချုပ်နိုင်သော activation လုပ်ငန်းစဉ်ကြောင့် အများအားဖြင့် နှစ်သက်ကြသည်။ အငွေ့နှင့်နှိုင်းယှဉ်ပါက ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ် activation ဖြင့် မြင့်မားသော pore uniformity ကို ရရှိနိုင်သည်။ သို့သော် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ activation အတွက်၊ မျက်နှာပြင်ဧရိယာ အတော်လေးမြင့်မားသော AC ကို ထုတ်လုပ်နိုင်သောကြောင့် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်နှင့်နှိုင်းယှဉ်ပါက အငွေ့ကို ပိုမိုနှစ်သက်သည်။ ရေ၏ မော်လီကျူးအရွယ်အစား သေးငယ်သောကြောင့် char ၏ဖွဲ့စည်းပုံအတွင်း ၎င်း၏ပျံ့နှံ့မှုသည် ထိရောက်စွာ ဖြစ်ပေါ်သည်။ အငွေ့ဖြင့် activation သည် ပြောင်းလဲမှုအဆင့်တူ ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ထက် နှစ်ဆမှ သုံးဆခန့် ပိုမိုမြင့်မားကြောင်း တွေ့ရှိရသည်။
သို့သော် ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာချဉ်းကပ်မှုတွင် precursor ကို activating agents (NaOH၊ KOH နှင့် FeCl3 စသည်) နှင့် ရောနှောခြင်းပါဝင်သည်။ ဤ activating agents များသည် အောက်ဆီဒင့်များအဖြစ်ရော ရေဓာတ်ခန်းခြောက်စေသော agents များအဖြစ်ပါ လုပ်ဆောင်သည်။ ဤချဉ်းကပ်မှုတွင် ကာဗွန်ဓာတ်ပြုခြင်းနှင့် activation ကို ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာချဉ်းကပ်မှုနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက အပူချိန် ၃၀၀-၅၀၀°C တွင် တစ်ပြိုင်နက်တည်း လုပ်ဆောင်သည်။ ရလဒ်အနေဖြင့် ၎င်းသည် pyrolytic decomposition ကို အကျိုးသက်ရောက်စေပြီး porous structure တိုးတက်ကောင်းမွန်လာခြင်းနှင့် ကာဗွန်ထွက်ရှိမှု မြင့်မားခြင်းတို့ကို ဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာချဉ်းကပ်မှုထက် ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာချဉ်းကပ်မှု၏ အဓိကအကျိုးကျေးဇူးများမှာ အပူချိန်လိုအပ်ချက်နည်းပါးခြင်း၊ microporosity မြင့်မားခြင်း၊ မျက်နှာပြင်ဧရိယာကျယ်ဝန်းခြင်းနှင့် ဓာတ်ပြုမှုပြီးစီးချိန် အနည်းဆုံးဖြစ်ခြင်းတို့ဖြစ်သည်။
ဓာတုဗေဒနည်းဖြင့် အသက်သွင်းခြင်းနည်းလမ်း၏ သာလွန်မှုကို Kim နှင့် ၎င်း၏လုပ်ဖော်ကိုင်ဖက်များ [1] မှ အဆိုပြုထားသော မော်ဒယ်အပေါ် အခြေခံ၍ ရှင်းပြနိုင်ပြီး၊ ၎င်းတွင် မိုက်ခရိုပိုရိုးများ ဖွဲ့စည်းခြင်းအတွက် တာဝန်ရှိသော အမျိုးမျိုးသော ဂလိုဘယ် အဏုကြည့်ဒိုမိန်းများကို AC တွင် တွေ့ရှိရသည်။ အခြားတစ်ဖက်တွင်၊ မီဆိုပိုရိုးများကို မိုက်ခရိုဒိုမိန်းဒေသများတွင် ဖွံ့ဖြိုးစေသည်။ စမ်းသပ်မှုအရ၊ ၎င်းတို့သည် ဖီနောအခြေခံ ရေဇင်းမှ ဓာတုဗေဒနည်းဖြင့် (KOH ကို အသုံးပြု၍) နှင့် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာနည်းဖြင့် (ရေနွေးငွေ့ကို အသုံးပြု၍) အသက်သွင်းခြင်းဖြင့် activated ကာဗွန်ကို ဖွဲ့စည်းခဲ့သည် (ပုံ ၁)။ ရလဒ်များအရ KOH အသက်သွင်းခြင်းဖြင့် ပေါင်းစပ်ထားသော AC သည် ရေနွေးငွေ့အသက်သွင်းခြင်းဖြင့် 2213 m2/g နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက 2878 m2/g မြင့်မားသော မျက်နှာပြင်ဧရိယာရှိသည်။ ထို့အပြင်၊ အပေါက်အရွယ်အစား၊ မျက်နှာပြင်ဧရိယာ၊ အပေါက်ငယ်ပမာဏနှင့် ပျမ်းမျှအပေါက်အကျယ်ကဲ့သို့သော အခြားအချက်များသည် ရေနွေးငွေ့အသက်သွင်းခြင်းနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက KOH အသက်သွင်းထားသော အခြေအနေများတွင် ပိုမိုကောင်းမွန်ကြောင်း တွေ့ရှိခဲ့သည်။
ရေနွေးငွေ့ဖြင့် အသက်သွင်းခြင်း (C6S9) မှ ပြင်ဆင်ထားသော AC နှင့် KOH အသက်သွင်းခြင်း (C6K9) အကြား ကွာခြားချက်များကို အဏုကြည့်ဖွဲ့စည်းပုံ မော်ဒယ်ဖြင့် ရှင်းပြထားပါသည်။
အမှုန်အရွယ်အစားနှင့် ပြင်ဆင်နည်းပေါ် မူတည်၍ ၎င်းကို အမျိုးအစားသုံးမျိုးခွဲခြားနိုင်သည်- ပါဝါသုံး AC၊ granular AC နှင့် bead AC။ ပါဝါသုံး AC ကို ပျမ်းမျှအချင်း ၀.၁၅-၀.၂၅ မီလီမီတာရှိသော အမှုန်အမွှားများမှ ဖွဲ့စည်းထားသည်။ Granular AC သည် အရွယ်အစားပိုကြီးပြီး အပြင်ဘက်မျက်နှာပြင်ဧရိယာနည်းသည်။ Granular AC ကို ၎င်းတို့၏ အတိုင်းအတာအချိုးအစားပေါ် မူတည်၍ အရည်အဆင့်နှင့် ဓာတ်ငွေ့အဆင့်အသုံးချမှုအမျိုးမျိုးအတွက် အသုံးပြုသည်။ တတိယအတန်း- bead AC ကို ယေဘုယျအားဖြင့် အချင်း ၀.၃၅ မှ ၀.၈ မီလီမီတာအထိရှိသော ရေနံအစေးမှ ပေါင်းစပ်ထုတ်လုပ်သည်။ ၎င်း၏ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာခိုင်ခံ့မှုမြင့်မားခြင်းနှင့် ဖုန်မှုန့်ပါဝင်မှုနည်းပါးခြင်းအတွက် လူသိများသည်။ ၎င်း၏လုံးပတ်ဖွဲ့စည်းပုံကြောင့် ရေစစ်ထုတ်ခြင်းကဲ့သို့သော fluidized bed အသုံးချမှုများတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးပြုသည်။
ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၂ ခုနှစ်၊ ဇွန်လ ၁၈ ရက်