გააქტიურებული ნახშირბადის დამუშავების პროცედურა, როგორც წესი, მოიცავს კარბონიზაციას, რასაც მოჰყვება მცენარეული წარმოშობის ნახშირბადის შემცველი მასალის გააქტიურება. კარბონიზაცია არის თერმული დამუშავება 400-800°C ტემპერატურაზე, რომელიც ნედლეულს ნახშირბადად გარდაქმნის აქროლადი ნივთიერების შემცველობის მინიმიზაციისა და მასალაში ნახშირბადის შემცველობის გაზრდით. ეს ზრდის მასალის სიმტკიცეს და ქმნის საწყის ფოროვან სტრუქტურას, რაც აუცილებელია ნახშირბადის გასააქტიურებლად. კარბონიზაციის პირობების რეგულირებამ შეიძლება მნიშვნელოვნად იმოქმედოს საბოლოო პროდუქტზე. კარბონიზაციის ტემპერატურის მატება ზრდის რეაქტიულობას, მაგრამ ამავე დროს ამცირებს არსებული ფორების მოცულობას. ფორების მოცულობის შემცირება განპირობებულია მასალის კონდენსაციის ზრდით კარბონიზაციის მაღალ ტემპერატურაზე, რაც იწვევს მექანიკური სიმტკიცის ზრდას. ამიტომ, მნიშვნელოვანია სწორი პროცესის ტემპერატურის შერჩევა კარბონიზაციის სასურველი პროდუქტის მიხედვით.
ეს ოქსიდები დიფუზირდება ნახშირბადიდან, რაც იწვევს ნაწილობრივ გაზიფიკაციას, რომელიც ხსნის ადრე დახურულ ფორებს და კიდევ უფრო ავითარებს ნახშირბადის შიდა ფოროვან სტრუქტურას. ქიმიური აქტივაციის დროს ნახშირბადი მაღალ ტემპერატურაზე რეაგირებს გამშრალ აგენტთან, რომელიც გამორიცხავს წყალბადის და ჟანგბადის უმეტეს ნაწილს ნახშირბადის სტრუქტურიდან. ქიმიური აქტივაცია ხშირად აერთიანებს კარბონიზაციისა და აქტივაციის საფეხურებს, მაგრამ ეს ორი საფეხური შეიძლება მაინც ცალ-ცალკე მოხდეს პროცესის მიხედვით. KOH-ის ქიმიური აქტივაციის აგენტის სახით გამოყენებისას აღმოჩენილია 3000 მ2/გ-ზე მეტი ზედაპირის ფართობი.
გააქტიურებული ნახშირბადი სხვადასხვა ნედლეულისგან.
გარდა იმისა, რომ გააქტიურებული ნახშირბადი მრავალი დანიშნულებით გამოსაყენებელი ადსორბენტია, მისი წარმოება სხვადასხვა ნედლეულისგან შეიძლება, რაც მას წარმოუდგენლად მრავალმხრივ პროდუქტად აქცევს, რომლის წარმოებაც სხვადასხვა სფეროშია შესაძლებელი, არსებული ნედლეულის მიხედვით. ამ მასალებიდან ზოგიერთი მოიცავს მცენარეების ნიჟარებს, ხილის კურკებს, ხის მასალებს, ასფალტს, ლითონის კარბიდებს, ნახშირბადის შავ ნარჩენებს, კანალიზაციის ნარჩენების ნალექებს და პოლიმერის ჯართებს. სხვადასხვა სახის ნახშირბადი, რომელიც უკვე არსებობს 5-ნახშირბადიანი ფორმით განვითარებული ფორების სტრუქტურით, შეიძლება შემდგომ დამუშავდეს გააქტიურებული ნახშირბადის მისაღებად. მიუხედავად იმისა, რომ გააქტიურებული ნახშირბადის წარმოება თითქმის ნებისმიერი ნედლეულისგან არის შესაძლებელი, ყველაზე ეკონომიური და ეკოლოგიურად სუფთაა გააქტიურებული ნახშირბადის წარმოება ნარჩენებისგან. ქოქოსის ნიჟარებიდან წარმოებულ გააქტიურებულ ნახშირბადს აქვს მიკროფორების დიდი რაოდენობა, რაც მას ყველაზე ხშირად გამოყენებულ ნედლეულად აქცევს იმ აპლიკაციებისთვის, სადაც საჭიროა მაღალი ადსორბციული უნარი. ნახერხი და სხვა ხის ჯართი ასევე შეიცავს ძლიერ განვითარებულ მიკროფოროვან სტრუქტურებს, რომლებიც კარგია აირისებრი ფაზიდან ადსორბციისთვის. ზეითუნის, ქლიავის, გარგარის და ატმის კურკებისგან გააქტიურებული ნახშირბადის წარმოება იძლევა მაღალჰომოგენურ ადსორბენტებს მნიშვნელოვანი სიმტკიცით, ცვეთამედეგობით და მიკროფორების მაღალი მოცულობით. პოლივინილქლორიდის ჯართის გააქტიურება შესაძლებელია, თუ წინასწარ მოიცილებთ HCl-ს და შედეგად მიიღება გააქტიურებული ნახშირბადი, რომელიც მეთილენის ლურჯის კარგი ადსორბენტია. გააქტიურებული ნახშირბადები საბურავების ჯართისგანაც კი იწარმოება. შესაძლო წინამორბედების ფართო სპექტრის გასარჩევად, აუცილებელი ხდება გააქტიურების შემდეგ მიღებული ფიზიკური თვისებების შეფასება. წინამორბედის არჩევისას მნიშვნელოვანია შემდეგი თვისებები: ფორების სპეციფიკური ზედაპირის ფართობი, ფორების მოცულობა და ფორების მოცულობის განაწილება, გრანულების შემადგენლობა და ზომა, ასევე ნახშირბადის ზედაპირის ქიმიური სტრუქტურა/ხასიათი.
სწორი გამოყენებისთვის სწორი პრეკურსორის შერჩევა ძალიან მნიშვნელოვანია, რადგან პრეკურსორული მასალების ვარიაცია ნახშირბადის ფორების სტრუქტურის კონტროლის საშუალებას იძლევა. სხვადასხვა პრეკურსორი შეიცავს მაკროფორების სხვადასხვა რაოდენობას (> 50 ნმ), რაც განსაზღვრავს მათ რეაქტიულობას. ეს მაკროფორები არ არის ეფექტური ადსორბციისთვის, მაგრამ მათი არსებობა აქტივაციის დროს მიკროფორების შესაქმნელად მეტ არხებს იძლევა. გარდა ამისა, მაკროფორები ადსორბაციის დროს ადსორბატის მოლეკულებს მიკროფორებამდე მისასვლელად მეტ გზას უქმნის.
გამოქვეყნების დრო: 2022 წლის 1 აპრილი