Az aktív szén feldolgozásának eljárása jellemzően szénesítésből, majd növényi eredetű széntartalmú anyag aktiválásából áll. A karbonizálás egy 400-800°C-os hőkezelés, amely során a nyersanyagokat az illóanyag-tartalom minimalizálásával és az anyag széntartalmának növelésével szénné alakítják. Ez növeli az anyagok szilárdságát és egy kezdeti porózus szerkezetet hoz létre, amely szükséges a szén aktiválásához. A karbonizáció körülményeinek módosítása jelentősen befolyásolhatja a végterméket. A megnövekedett karbonizációs hőmérséklet növeli a reakcióképességet, ugyanakkor csökkenti a jelenlévő pórusok térfogatát. Ez a csökkent pórustérfogat az anyag kondenzációjának növekedésének köszönhető magasabb karbonizációs hőmérsékleten, ami a mechanikai szilárdság növekedését eredményezi. Ezért válik fontossá a megfelelő folyamathőmérséklet kiválasztása a kívánt karbonizációs termék alapján.
Ezek az oxidok kidiffundálnak a szénből, ami részleges elgázosítást eredményez, amely megnyitja a korábban zárt pórusokat, és tovább fejleszti a szén belső porózus szerkezetét. A kémiai aktiválás során a szenet magas hőmérsékleten egy dehidratáló szerrel reagáltatják, amely eltávolítja a hidrogén és az oxigén nagy részét a szénszerkezetből. A kémiai aktiválás gyakran kombinálja a karbonizációs és az aktiválási lépést, de ez a két lépés a folyamattól függően külön-külön is megtörténhet. KOH kémiai aktiválószerként történő alkalmazásakor 3000 m2/g-ot meghaladó nagy felületeket találtak.
Különböző nyersanyagokból származó aktív szén.
Amellett, hogy az aktív szenet számos különböző célra felhasznált adszorbens, rengeteg különböző alapanyagból lehet előállítani, így egy hihetetlenül sokoldalú termék, amely a rendelkezésre álló alapanyagtól függően számos területen előállítható. Ezek az anyagok közé tartozik a növények héja, a gyümölcsök magja, a fás szárú anyagok, az aszfalt, a fémkarbidok, a korom, a szennyvízből származó hulladéklerakódások és a polimer hulladékok. A már 5 széntartalmú, fejlett pórusszerkezetű szénfajták további feldolgozásával aktív szenet állíthatunk elő. Bár az aktív szenet szinte bármilyen nyersanyagból elő lehet állítani, a legköltséghatékonyabb és legkörnyezetkímélőbb az aktív szenet hulladékanyagokból előállítani. Kimutatták, hogy a kókuszdióhéjból előállított aktív szén nagy mennyiségű mikropórust tartalmaz, így ez a leggyakrabban használt nyersanyag olyan alkalmazásokhoz, ahol nagy adszorpciós kapacitásra van szükség. A fűrészpor és más fás hulladékanyagok erősen fejlett mikroporózus szerkezeteket is tartalmaznak, amelyek jó adszorpciót biztosítanak a gázfázisból. Az olíva-, szilva-, kajszibarack- és őszibarack magokból aktív szén előállítása rendkívül homogén adszorbenseket eredményez, jelentős keménységgel, kopásállósággal és nagy mikropórustérfogattal. A PVC-hulladék aktiválható, ha a HCl-t előzetesen eltávolítják, és olyan aktív szenet eredményez, amely jó adszorbens a metilénkéknek. Aktív szenet is előállítottak abroncstörmelékből. A lehetséges prekurzorok széles körének megkülönböztetése érdekében szükségessé válik az aktiválás utáni fizikai tulajdonságok értékelése. A prekurzor kiválasztásánál a következő tulajdonságok fontosak: a pórusok fajlagos felülete, pórustérfogat és pórustérfogat-eloszlás, a szemcsék összetétele és mérete, valamint a szénfelület kémiai szerkezete/karakterje.
A megfelelő prekurzor kiválasztása a megfelelő alkalmazáshoz nagyon fontos, mivel a prekurzor anyagok változatossága lehetővé teszi a szénpórusok szerkezetének szabályozását. A különböző prekurzorok változó mennyiségű (>50 nm) makropórust tartalmaznak, amelyek meghatározzák a reakcióképességüket. Ezek a makropórusok nem hatékonyak az adszorpcióban, de jelenlétük több csatornát tesz lehetővé a mikropórusok létrehozásához az aktiválás során. Ezenkívül a makropórusok több utat biztosítanak az adszorbeált molekulák számára, hogy elérjék a mikropórusokat az adszorpció során.
Feladás időpontja: 2022-01-01