Tagraíonn carbón gníomhachtaithe (AC) do na hábhair an-charbónacha a bhfuil ard-thruailliúlacht agus cumas ionsúcháin acu a tháirgtear ón adhmad, ó bhlaoscanna cnó cócó, ó ghual, agus ó chóin, etc. Tá AC ar cheann de na hionsúiteoirí a úsáidtear go minic i dtionscail éagsúla chun truailleáin iomadúla a bhaint as uisce agus aer. Ós rud é go ndéantar AC a shintéisiú ó tháirgí talmhaíochta agus dramhaíola, tá sé cruthaithe gur rogha iontach eile é seachas na foinsí neamh-inathnuaite agus costasacha a úsáidtear go traidisiúnta. Chun AC a ullmhú, úsáidtear dhá phróiseas bhunúsacha, carbónú agus gníomhachtú. Sa chéad phróiseas, cuirtear réamhtheachtaithe faoi theocht ard, idir 400 agus 850°C, chun na comhpháirteanna so-ghalaithe go léir a dhíbirt. Baintear na comhpháirteanna neamhcharbóin go léir ón réamhtheachtaí ag teocht ard ardaithe amhail hidrigin, ocsaigin, agus nítrigin i bhfoirm gás agus tarraí. Táirgeann an próiseas seo gual a bhfuil cion ard carbóin aige ach achar dromchla agus tréscaoilteacht íseal. Mar sin féin, baineann an dara céim le gníomhachtú gual a shintéisíodh roimhe seo. Is féidir méadú ar mhéid na bpoll le linn an phróisis ghníomhachtaithe a chatagóiriú i dtrí chineál: oscailt poll nach raibh inrochtana roimhe seo, forbairt poll nua trí ghníomhachtú roghnach, agus leathnú poll atá ann cheana féin.
De ghnáth, úsáidtear dhá chur chuige, fisiceach agus ceimiceach, le haghaidh gníomhachtaithe chun an achar dromchla agus an phóiriúlacht atá ag teastáil a fháil. Baineann gníomhachtú fisiceach le gual carbónaithe a ghníomhachtú ag baint úsáide as gáis ocsaídiúcháin amhail aer, dé-ocsaíd charbóin, agus gal ag teochtaí arda (idir 650 agus 900°C). Is fearr dé-ocsaíd charbóin de ghnáth mar gheall ar a nádúr íon, a láimhseáil éasca, agus a phróiseas gníomhachtaithe inrialaithe timpeall 800°C. Is féidir aonfhoirmeacht ard-phoill a fháil le gníomhachtú dé-ocsaíd charbóin i gcomparáid le gal. Mar sin féin, le haghaidh gníomhachtaithe fisicigh, is fearr gal i bhfad i gcomparáid le dé-ocsaíd charbóin ós rud é gur féidir AC le hachar dromchla réasúnta ard a tháirgeadh. Mar gheall ar mhéid níos lú na móilíní atá ag uisce, tarlaíonn a scaipeadh laistigh de struchtúr an ghuala go héifeachtúil. Fuarthas amach go bhfuil gníomhachtú le gal thart ar dhá nó trí huaire níos airde ná dé-ocsaíd charbóin leis an méid céanna comhshó.
Mar sin féin, baineann cur chuige ceimiceach le réamhtheachtaí a mheascadh le gníomhairí gníomhachtaithe (NaOH, KOH, agus FeCl3, etc.). Feidhmíonn na gníomhairí gníomhachtaithe seo mar ocsaídeoirí chomh maith le gníomhairí díhiodráitithe. Sa chur chuige seo, déantar carbónú agus gníomhachtú ag an am céanna ag teocht níos ísle i gcomparáid le 300-500°C i gcomparáid leis an gcur chuige fisiceach. Mar thoradh air sin, bíonn tionchar aige ar an dianscaoileadh pirilíteach agus, ansin, bíonn leathnú struchtúir scagach feabhsaithe agus toradh ard carbóin mar thoradh air. Is iad na príomhbhuntáistí a bhaineann le cur chuige ceimiceach thar fhisiceach ná an riachtanas teochta íseal, struchtúir mhicreaphoróiseachta arda, achar dromchla mór, agus am críochnaithe imoibrithe íoslaghdaithe.
Is féidir míniú a thabhairt ar fheabhas an mhodha gníomhachtaithe ceimicigh bunaithe ar mhúnla a mhol Kim agus a chomhghleacaithe [1] ina bhfuil micrifhearainn sféarúla éagsúla atá freagrach as foirmiú micriphoras le fáil san AC. Ar an láimh eile, forbraítear mesaphorais sna réigiúin idir-mhicrifhearainn. Go turgnamhach, chruthaigh siad carbón gníomhachtaithe ó roisín bunaithe ar fheanól trí ghníomhachtú ceimiceach (ag baint úsáide as KOH) agus fisiceach (ag baint úsáide as gaile) (Fíor 1). Léirigh na torthaí go raibh achar dromchla ard de 2878 m2/g ag AC a shintéisíodh trí ghníomhachtú KOH i gcomparáid le 2213 m2/g trí ghníomhachtú gaile. Ina theannta sin, fuarthas amach go raibh fachtóirí eile amhail méid na bpoll, achar dromchla, toirt na micriphoras, agus leithead na bpoll meánach níos fearr i ndálaí gníomhachtaithe le KOH i gcomparáid le gníomhachtú gaile.
Difríochtaí idir AC ullmhaithe ó ghníomhachtú gaile (C6S9) agus gníomhachtú KOH (C6K9), faoi seach, mínithe i dtéarmaí samhail micreastruchtúir.
Ag brath ar mhéid na gcáithníní agus ar an modh ullmhúcháin, is féidir é a chatagóiriú ina thrí chineál: AC cumhachtaithe, AC gráinneach, agus AC coirníní. Déantar AC cumhachtaithe as gráinníní míne a bhfuil méid 1 mm acu le raon trastomhais meánach de 0.15-0.25 mm. Tá méid níos mó agus achar dromchla seachtrach níos lú ag AC gráinneach. Úsáidtear AC gráinneach le haghaidh feidhmeanna éagsúla i gcéim leachtach agus i gcéim ghásach ag brath ar a gcóimheasa toise. An tríú rang: déantar AC coirníní a shintéisiú go ginearálta ón bpáirc peitriliam le trastomhas idir 0.35 agus 0.8 mm. Tá cáil air as a neart meicniúil ard agus a cion deannaigh íseal. Úsáidtear go forleathan é in iarratais leaba sreabhach amhail scagachán uisce mar gheall ar a struchtúr sféarúil.
Am an phoist: 18 Meitheamh 2022