El carbó activat (AC) es refereix als materials altament carbonosos que tenen una gran porositat i capacitat d'absorció produïts a partir de la fusta, les closques de coco, el carbó i els cons, etc. L'AC és un dels adsorbents utilitzats amb freqüència en diverses indústries per a l'eliminació de nombrosos contaminants. dels cossos d'aigua i aire.Atès que, AC sintetitzat a partir dels productes agrícoles i de residus, ha demostrat ser una gran alternativa a les fonts costoses i no renovables utilitzades tradicionalment.Per a la preparació de l'AC s'utilitzen dos processos bàsics, la carbonització i l'activació.En el primer procés, els precursors se sotmeten a temperatures elevades, entre 400 i 850 °C, per expulsar tots els components volàtils.La temperatura alta elevada elimina tots els components no carbonats del precursor, com ara l'hidrogen, l'oxigen i el nitrogen en forma de gasos i quitràs.Aquest procés produeix carbó amb un alt contingut en carboni però una superfície i porositat baixes.Tanmateix, el segon pas implica l'activació del carbó sintetitzat prèviament.La millora de la mida dels porus durant el procés d'activació es pot classificar en tres: obertura de porus prèviament inaccessibles, desenvolupament de nous porus per activació selectiva i ampliació dels porus existents.
Normalment, s'utilitzen dos enfocaments, físic i químic, per a l'activació per obtenir la superfície i la porositat desitjades.L'activació física implica l'activació del carbó carbonitzat mitjançant gasos oxidants com l'aire, el diòxid de carboni i el vapor a altes temperatures (entre 650 i 900 °C).El diòxid de carboni sol ser preferit per la seva naturalesa pura, fàcil maneig i procés d'activació controlable al voltant dels 800 °C.Es pot obtenir una alta uniformitat de porus amb l'activació de diòxid de carboni en comparació amb el vapor.Tanmateix, per a l'activació física, el vapor és molt preferit en comparació amb el diòxid de carboni, ja que es pot produir AC amb una superfície relativament elevada.A causa de la mida més petita de la molècula d'aigua, la seva difusió dins de l'estructura del carbó es produeix de manera eficient.S'ha trobat que l'activació per vapor és unes dues o tres vegades més gran que el diòxid de carboni amb el mateix grau de conversió.
Tanmateix, l'enfocament químic implica la barreja de precursors amb agents activadors (NaOH, KOH i FeCl3, etc.).Aquests agents activadors actuen com a oxidants i també com a agents deshidratants.En aquest enfocament, la carbonització i l'activació es duen a terme simultàniament a una temperatura comparativament més baixa de 300-500 ° C en comparació amb l'enfocament físic.Com a resultat, afecta la descomposició pirolítica i, aleshores, produeix una expansió de l'estructura porosa millorada i un alt rendiment de carboni.Els principals avantatges de l'enfocament químic respecte al físic són el requisit de baixa temperatura, estructures d'alta microporositat, una gran superfície i un temps de finalització de la reacció minimitzat.
La superioritat del mètode d'activació química es pot explicar a partir d'un model proposat per Kim i els seus col·legues [1] segons el qual es troben diversos microdominis esfèrics responsables de la formació de microporus a la CA.D'altra banda, els mesopors es desenvolupen a les regions intermicrodominis.Experimentalment, van formar carbó activat a partir de resina a base de fenol per activació química (utilitzant KOH) i física (utilitzant vapor) (figura 1).Els resultats van mostrar que l'AC sintetitzat per l'activació de KOH posseïa una gran superfície de 2878 m2/g en comparació amb 2213 m2/g per activació de vapor.A més, es va trobar que altres factors com la mida dels porus, la superfície, el volum de microporus i l'amplada mitjana dels porus eren millors en condicions activades per KOH en comparació amb el vapor activat.
Diferències entre AC Preparat a partir de l'activació de vapor (C6S9) i l'activació de KOH (C6K9), respectivament, explicades en termes de model de microestructura.
Depenent de la mida de les partícules i del mètode de preparació, es pot classificar en tres tipus: AC alimentat, AC granular i AC de perles.L'AC alimentat està format per grànuls fins de mida d'1 mm amb un rang de diàmetre mitjà de 0,15-0,25 mm.L'AC granular té una mida comparativament més gran i una menor superfície externa.L'AC granular s'utilitza per a diverses aplicacions en fase líquida i gasosa depenent de les seves proporcions de dimensions.Tercera classe: la perla AC es sintetitza generalment a partir del peix de petroli amb un diàmetre que oscil·la entre 0,35 i 0,8 mm.És conegut per la seva alta resistència mecànica i el seu baix contingut de pols.S'utilitza àmpliament en aplicacions de llit fluiditzat com la filtració d'aigua a causa de la seva estructura esfèrica.
Hora de publicació: 18-juny-2022