செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன் உற்பத்தி செயல்முறைகள்

செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பனை செயலாக்குவதற்கான செயல்முறை பொதுவாக கார்பனேற்றம் மற்றும் அதைத் தொடர்ந்து காய்கறி மூலப்பொருளிலிருந்து கார்பனேசியப் பொருளை செயல்படுத்துதல் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. கார்பனேற்றம் என்பது 400-800°C வெப்பநிலையில் செய்யப்படும் வெப்ப சிகிச்சையாகும், இது ஆவியாகும் பொருளின் உள்ளடக்கத்தைக் குறைத்து, பொருளின் கார்பன் உள்ளடக்கத்தை அதிகரிப்பதன் மூலம் மூலப்பொருட்களை கார்பனாக மாற்றுகிறது. இது பொருட்களின் வலிமையை அதிகரிக்கிறது மற்றும் கார்பன் செயல்படுத்தப்பட வேண்டுமானால் அவசியமான ஆரம்ப நுண்துளை அமைப்பை உருவாக்குகிறது. கார்பனேற்றத்தின் நிலைமைகளை சரிசெய்வது இறுதி உற்பத்தியை கணிசமாக பாதிக்கும். அதிகரித்த கார்பனேற்ற வெப்பநிலை வினைத்திறனை அதிகரிக்கிறது, ஆனால் அதே நேரத்தில் இருக்கும் துளைகளின் அளவைக் குறைக்கிறது. இந்த துளைகளின் அளவு குறைவது கார்பனேற்றத்தின் அதிக வெப்பநிலையில் பொருளின் ஒடுக்கம் அதிகரிப்பதன் காரணமாகும், இது இயந்திர வலிமையை அதிகரிக்கிறது. எனவே, கார்பனேற்றத்தின் விரும்பிய உற்பத்தியின் அடிப்படையில் சரியான செயல்முறை வெப்பநிலையைத் தேர்ந்தெடுப்பது முக்கியம்.

இந்த ஆக்சைடுகள் கார்பனிலிருந்து பரவி, பகுதி வாயுவாக்கத்திற்கு வழிவகுக்கிறது, இது முன்னர் மூடப்பட்டிருந்த துளைகளைத் திறந்து கார்பன்களின் உள் நுண்துளை அமைப்பை மேலும் உருவாக்குகிறது. வேதியியல் செயலாக்கத்தில், கார்பன் அதிக வெப்பநிலையில் ஒரு நீரிழப்பு முகவருடன் வினைபுரிகிறது, இது கார்பன் கட்டமைப்பிலிருந்து பெரும்பாலான ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜனை நீக்குகிறது. வேதியியல் செயல்படுத்தல் பெரும்பாலும் கார்பனேற்றம் மற்றும் செயல்படுத்தல் படியை ஒருங்கிணைக்கிறது, ஆனால் இந்த இரண்டு படிகளும் செயல்முறையைப் பொறுத்து தனித்தனியாக நிகழலாம். KOH ஐ ஒரு வேதியியல் செயல்படுத்தும் முகவராகப் பயன்படுத்தும்போது 3,000 மீ2 / கிராம்க்கு மேல் அதிக மேற்பரப்பு பகுதிகள் கண்டறியப்பட்டுள்ளன.

பல்வேறு மூலப்பொருட்களிலிருந்து செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன்.

பல்வேறு நோக்கங்களுக்காகப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு உறிஞ்சியாக இருப்பதோடு மட்டுமல்லாமல், செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பனை பல்வேறு மூலப்பொருட்களின் செல்வத்திலிருந்து தயாரிக்க முடியும், இது கிடைக்கக்கூடிய மூலப்பொருளைப் பொறுத்து பல பகுதிகளில் உற்பத்தி செய்யக்கூடிய நம்பமுடியாத பல்துறை தயாரிப்பாக அமைகிறது. இந்த பொருட்களில் சில தாவர ஓடுகள், பழங்களின் கற்கள், மரப் பொருட்கள், நிலக்கீல், உலோக கார்பைடுகள், கார்பன் கரும்புகள், கழிவுநீரில் இருந்து கழிவுநீர் கழிவுகள் மற்றும் பாலிமர் ஸ்கிராப்கள் ஆகியவை அடங்கும். ஏற்கனவே வளர்ந்த துளை அமைப்புடன் 5 கார்பனேசியஸ் வடிவத்தில் இருக்கும் பல்வேறு வகையான நிலக்கரியை செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பனை உருவாக்க மேலும் செயலாக்க முடியும். செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பனை கிட்டத்தட்ட எந்த மூலப்பொருளிலிருந்தும் தயாரிக்க முடியும் என்றாலும், கழிவுப் பொருட்களிலிருந்து செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பனை உற்பத்தி செய்வது மிகவும் செலவு குறைந்ததாகவும் சுற்றுச்சூழல் உணர்வுள்ளதாகவும் உள்ளது. தேங்காய் ஓடுகளிலிருந்து தயாரிக்கப்படும் செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன்கள் அதிக அளவு நுண்துளைகளைக் கொண்டிருப்பதாகக் காட்டப்பட்டுள்ளது, இது அதிக உறிஞ்சுதல் திறன் தேவைப்படும் பயன்பாடுகளுக்கு பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் மூலப்பொருளாக அமைகிறது. மரத்தூள் மற்றும் பிற மர ஸ்கிராப் பொருட்களும் வலுவாக வளர்ந்த நுண்துளை அமைப்புகளைக் கொண்டுள்ளன, அவை வாயு கட்டத்திலிருந்து உறிஞ்சுதலுக்கு நல்லது. ஆலிவ், பிளம், பாதாமி மற்றும் பீச் கற்களிலிருந்து செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பனை உற்பத்தி செய்வது குறிப்பிடத்தக்க கடினத்தன்மை, சிராய்ப்பு எதிர்ப்பு மற்றும் அதிக நுண்துளை அளவு கொண்ட மிகவும் ஒரே மாதிரியான உறிஞ்சிகளை உருவாக்குகிறது. HCl முன்கூட்டியே அகற்றப்பட்டால் PVC ஸ்கிராப்பை செயல்படுத்த முடியும், இதன் விளைவாக மெத்திலீன் நீலத்திற்கு ஒரு நல்ல உறிஞ்சியான செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன் கிடைக்கிறது. டயர் ஸ்கிராப்பிலிருந்து கூட செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன்கள் தயாரிக்கப்பட்டுள்ளன. சாத்தியமான முன்னோடிகளின் பரந்த வரம்பை வேறுபடுத்துவதற்கு, செயல்படுத்தப்பட்ட பிறகு விளைந்த இயற்பியல் பண்புகளை மதிப்பீடு செய்வது அவசியமாகிறது. ஒரு முன்னோடியைத் தேர்ந்தெடுக்கும்போது பின்வரும் பண்புகள் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தவை: துளைகளின் குறிப்பிட்ட மேற்பரப்பு பகுதி, துளை அளவு மற்றும் துளை அளவு விநியோகம், துகள்களின் கலவை மற்றும் அளவு, மற்றும் கார்பன் மேற்பரப்பின் வேதியியல் அமைப்பு/தன்மை.

சரியான பயன்பாட்டிற்கு சரியான முன்னோடியைத் தேர்ந்தெடுப்பது மிகவும் முக்கியமானது, ஏனெனில் முன்னோடி பொருட்களின் மாறுபாடு கார்பன் துளை அமைப்பைக் கட்டுப்படுத்த அனுமதிக்கிறது. வெவ்வேறு முன்னோடிகளில் வெவ்வேறு அளவு மேக்ரோபோர்கள் (> 50 nm,) உள்ளன, அவை அவற்றின் வினைத்திறனை தீர்மானிக்கின்றன. இந்த மேக்ரோபோர்கள் உறிஞ்சுதலுக்கு பயனுள்ளதாக இல்லை, ஆனால் அவற்றின் இருப்பு செயல்படுத்தலின் போது நுண்துளைகளை உருவாக்க அதிக சேனல்களை அனுமதிக்கிறது. கூடுதலாக, உறிஞ்சும் போது நுண்துளைகளை அடைய உறிஞ்சும் மூலக்கூறுகளுக்கு மேக்ரோபோர்கள் அதிக பாதைகளை வழங்குகின்றன.