செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன் அறிமுகம்

செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன் (ஏசி) என்பது மரம், தேங்காய் ஓடுகள், நிலக்கரி மற்றும் கூம்புகள் போன்றவற்றில் இருந்து உற்பத்தி செய்யப்படும் அதிக போரோசிட்டி மற்றும் உறிஞ்சும் திறனைக் கொண்ட அதிக கார்பனேசிய பொருட்களைக் குறிக்கிறது. ஏசி என்பது பல்வேறு தொழில்களில் பல மாசுகளை அகற்றுவதற்காக அடிக்கடி பயன்படுத்தப்படும் உறிஞ்சிகளில் ஒன்றாகும். நீர் மற்றும் காற்று உடல்களில் இருந்து. விவசாய மற்றும் கழிவுப் பொருட்களில் இருந்து ஏசி ஒருங்கிணைக்கப்பட்டதால், பாரம்பரியமாகப் பயன்படுத்தப்படும் புதுப்பிக்க முடியாத மற்றும் விலையுயர்ந்த ஆதாரங்களுக்கு இது ஒரு சிறந்த மாற்றாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. ஏசி தயாரிப்பதற்கு, இரண்டு அடிப்படை செயல்முறைகள், கார்பனேற்றம் மற்றும் செயல்படுத்துதல் ஆகியவை பயன்படுத்தப்படுகின்றன. முதல் செயல்பாட்டில், அனைத்து ஆவியாகும் கூறுகளையும் வெளியேற்ற, முன்னோடிகள் 400 முதல் 850 டிகிரி செல்சியஸ் வரை அதிக வெப்பநிலைக்கு உட்படுத்தப்படுகின்றன. அதிக உயர்ந்த வெப்பநிலையானது, ஹைட்ரஜன், ஆக்ஸிஜன் மற்றும் நைட்ரஜன் போன்ற முன்னோடியிலிருந்து அனைத்து கார்பன் அல்லாத கூறுகளையும் வாயுக்கள் மற்றும் தார்களின் வடிவத்தில் நீக்குகிறது. இந்த செயல்முறை அதிக கார்பன் உள்ளடக்கம் ஆனால் குறைந்த மேற்பரப்பு மற்றும் போரோசிட்டி கொண்ட கரியை உருவாக்குகிறது. இருப்பினும், இரண்டாவது படியானது முன்னர் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட கரியை செயல்படுத்துவதை உள்ளடக்கியது. செயல்படுத்தும் செயல்பாட்டின் போது துளை அளவு மேம்பாட்டை மூன்றாக வகைப்படுத்தலாம்: முன்பு அணுக முடியாத துளைகளைத் திறப்பது, தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட செயல்படுத்துவதன் மூலம் புதிய துளை வளர்ச்சி மற்றும் இருக்கும் துளைகளை விரிவுபடுத்துதல்.
பொதுவாக, இரண்டு அணுகுமுறைகள், இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல், விரும்பிய மேற்பரப்பு மற்றும் போரோசிட்டியைப் பெற செயல்படுத்துவதற்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அதிக வெப்பநிலையில் (650 முதல் 900 டிகிரி செல்சியஸ் வரை) காற்று, கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் நீராவி போன்ற ஆக்சிஜனேற்ற வாயுக்களைப் பயன்படுத்தி கார்பனைஸ்டு கரியை செயல்படுத்துவதை இயற்பியல் செயலாக்கம் உள்ளடக்குகிறது. கார்பன் டை ஆக்சைடு அதன் தூய்மையான தன்மை, எளிதான கையாளுதல் மற்றும் 800 டிகிரி செல்சியஸ் வரை கட்டுப்படுத்தக்கூடிய செயல்படுத்தல் செயல்முறை காரணமாக பொதுவாக விரும்பப்படுகிறது. நீராவியுடன் ஒப்பிடுகையில் கார்பன் டை ஆக்சைடு செயல்படுத்துவதன் மூலம் உயர் துளை சீரான தன்மையைப் பெறலாம். இருப்பினும், உடல் செயல்பாடுகளுக்கு, கார்பன் டை ஆக்சைடுடன் ஒப்பிடும்போது நீராவி மிகவும் விரும்பப்படுகிறது, ஏனெனில் ஒப்பீட்டளவில் அதிக பரப்பளவைக் கொண்ட ஏசி உற்பத்தி செய்யப்படலாம். நீரின் சிறிய மூலக்கூறு அளவு காரணமாக, கரியின் கட்டமைப்பிற்குள் அதன் பரவல் திறமையாக நிகழ்கிறது. நீராவி மூலம் செயல்படுத்துவது கார்பன் டை ஆக்சைடை விட இரண்டு முதல் மூன்று மடங்கு அதிகமாக அதே அளவு மாற்றத்துடன் இருப்பது கண்டறியப்பட்டுள்ளது.
இருப்பினும், வேதியியல் அணுகுமுறை முன்னோடியை செயல்படுத்தும் முகவர்களுடன் (NaOH, KOH மற்றும் FeCl3, முதலியன) கலப்பதை உள்ளடக்கியது. இந்த செயல்படுத்தும் முகவர்கள் ஆக்ஸிஜனேற்றிகள் மற்றும் நீரிழப்பு முகவர்களாக செயல்படுகிறது. இந்த அணுகுமுறையில், இயற்பியல் அணுகுமுறையுடன் ஒப்பிடுகையில் கார்பனைசேஷன் மற்றும் செயல்படுத்தல் ஆகியவை ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த வெப்பநிலை 300-500 ° C இல் ஒரே நேரத்தில் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன. இதன் விளைவாக, இது பைரோலிடிக் சிதைவை பாதிக்கிறது, பின்னர், மேம்பட்ட நுண்ணிய கட்டமைப்பின் விரிவாக்கம் மற்றும் அதிக கார்பன் விளைச்சலை ஏற்படுத்துகிறது. இயற்பியல் அணுகுமுறையை விட இரசாயனத்தின் முக்கிய நன்மைகள் குறைந்த வெப்பநிலை தேவை, அதிக நுண்ணிய கட்டமைப்புகள், பெரிய பரப்பளவு மற்றும் குறைக்கப்பட்ட எதிர்வினை நிறைவு நேரம்.
கிம் மற்றும் அவரது சக பணியாளர்கள் [1] முன்மொழிந்த மாதிரியின் அடிப்படையில் இரசாயன செயல்படுத்தும் முறையின் மேன்மையை விளக்கலாம், அதன்படி மைக்ரோபோர்களை உருவாக்குவதற்கு காரணமான பல்வேறு கோள மைக்ரோடோமைன்கள் ஏசியில் காணப்படுகின்றன. மறுபுறம், மீசோபோர்கள் இன்டர்மைக்ரோடோமைன் பகுதிகளில் உருவாக்கப்படுகின்றன. சோதனை ரீதியாக, அவை ரசாயனம் (KOH ஐப் பயன்படுத்தி) மற்றும் இயற்பியல் (நீராவியைப் பயன்படுத்தி) செயல்படுத்தல் (படம் 1) மூலம் பீனால் அடிப்படையிலான பிசினிலிருந்து செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பனை உருவாக்கியது. நீராவி செயல்படுத்தல் மூலம் 2213 m2/g உடன் ஒப்பிடும்போது KOH செயல்படுத்தல் மூலம் தொகுக்கப்பட்ட AC 2878 m2/g என்ற உயர் பரப்பளவைக் கொண்டுள்ளது என்று முடிவுகள் காட்டுகின்றன. கூடுதலாக, துளை அளவு, பரப்பளவு, நுண் துளை அளவு மற்றும் சராசரி துளை அகலம் போன்ற பிற காரணிகள் அனைத்தும் நீராவி செயல்படுத்தப்பட்டதை விட KOH-செயல்படுத்தப்பட்ட நிலைகளில் சிறப்பாக இருப்பது கண்டறியப்பட்டது.

நீராவி செயல்படுத்தல் (C6S9) மற்றும் KOH செயல்படுத்தல் (C6K9) ஆகியவற்றிலிருந்து தயாரிக்கப்பட்ட ஏசிக்கு இடையிலான வேறுபாடுகள் முறையே, நுண் கட்டமைப்பு மாதிரியின் அடிப்படையில் விளக்கப்பட்டது.

துகள் அளவு மற்றும் தயாரிப்பு முறையைப் பொறுத்து, அதை மூன்று வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்: இயங்கும் ஏசி, கிரானுலர் ஏசி மற்றும் பீட் ஏசி. 0.15-0.25 மிமீ சராசரி விட்டம் கொண்ட 1 மிமீ அளவு கொண்ட நுண்ணிய துகள்களிலிருந்து இயங்கும் ஏசி உருவாகிறது. கிரானுலர் ஏசி ஒப்பீட்டளவில் பெரிய அளவு மற்றும் குறைவான வெளிப்புற பரப்பளவு கொண்டது. கிரானுலர் ஏசி பல்வேறு திரவ நிலை மற்றும் வாயு நிலை பயன்பாடுகளுக்கு அவற்றின் பரிமாண விகிதங்களைப் பொறுத்து பயன்படுத்தப்படுகிறது. மூன்றாம் வகுப்பு: மணி ஏசி பொதுவாக 0.35 முதல் 0.8 மிமீ விட்டம் கொண்ட பெட்ரோலிய சுருதியிலிருந்து ஒருங்கிணைக்கப்படுகிறது. இது அதிக இயந்திர வலிமை மற்றும் குறைந்த தூசி உள்ளடக்கத்திற்காக அறியப்படுகிறது. அதன் கோள அமைப்பு காரணமாக நீர் வடிகட்டுதல் போன்ற திரவப்படுத்தப்பட்ட படுக்கை பயன்பாடுகளில் இது விரிவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.