روش‌های فعال‌سازی کربن فعال: فیزیکی و شیمیایی

فعال‌سازی کربن فعال یکی از مراحل کلیدی در تولید آن است که باعث افزایش سطح مخصوص، تخلخل و ظرفیت جذب می‌شود. این فعال‌سازی معمولاً به دو روش اصلی انجام می‌شود: فیزیکی (Physical Activation) و شیمیایی (Chemical Activation).

۱. فعال‌سازی فیزیکی (Physical Activation)

مراحل:

1. کربنیزه کردن ماده اولیه
   • ماده اولیه (چوب، پوست نارگیل، زغال سنگ، هسته میوه و غیره) در دمای پایین (۴۰۰–۶۰۰°C) و در محیط بدون اکسیژن حرارت داده می‌شود تا ترکیبات آلی فرار خارج شده و کربن خام ایجاد شود.
2. اکسیداسیون با گاز فعال‌کننده
   • کربن خام در دماهای بالاتر (۷۰۰–۱۰۰۰°C) در حضور گازهایی مثل بخار آب (H₂O) یا دی‌اکسید کربن (CO₂) حرارت داده می‌شود.
   • این گازها باعث ایجاد تخلخل و سطح جذب بالا می‌شوند.

ویژگی‌ها:

• محصول پایانی تخلخل زیاد و سطح جذب بالا دارد.
• کنترل نسبت تخلخل با تغییر دما و زمان فرآیند امکان‌پذیر است.
• معمولاً نیاز به تجهیزات با دمای بالا دارد.

۲. فعال‌سازی شیمیایی (Chemical Activation)

مراحل:

1. آغشته کردن ماده اولیه با ماده شیمیایی فعال‌کننده
   • ترکیباتی مثل فسفات‌ها، هیدروکسیدها، کلریدها، یا اسیدها (H₃PO₄، KOH، ZnCl₂) استفاده می‌شوند.
   • ماده اولیه با محلول شیمیایی خیس شده و مدتی باقی می‌ماند تا ماده شیمیایی جذب شود.
2. گرما دادن در دمای پایین‌تر
   • مخلوط ماده اولیه و شیمیایی در دماهای ۴۰۰–۸۰۰°C حرارت داده می‌شود.
   • ماده شیمیایی باعث باز شدن ساختار، حذف ترکیبات فرار و ایجاد شبکه تخلخلی می‌شود.
3. شستشو و خنثی‌سازی
   • محصول نهایی با آب یا اسید شسته می‌شود تا مواد شیمیایی باقی‌مانده حذف شود.

ویژگی‌ها:

• تخلخل و سطح جذب بسیار بالاتر نسبت به روش فیزیکی ایجاد می‌کند.
• دمای فعال‌سازی پایین‌تر و زمان کوتاه‌تر نیاز دارد.
• امکان کنترل اندازه و نوع منافذ بهتر است.
• مناسب برای کاربردهای دارویی، صنعتی و تصفیه دقیق‌تر.

مقایسه کوتاه فیزیکی و شیمیایی: