Die prosedure vir die verwerking van geaktiveerde koolstof bestaan tipies uit 'n karbonisering gevolg deur 'n aktivering van koolstofhoudende materiaal van plantaardige oorsprong. Karbonisering is 'n hittebehandeling by 400-800°C wat grondstowwe in koolstof omskakel deur die inhoud van vlugtige stowwe te minimaliseer en die koolstofinhoud van die materiaal te verhoog. Dit verhoog die materiaal se sterkte en skep 'n aanvanklike poreuse struktuur wat nodig is as die koolstof geaktiveer moet word. Die aanpassing van die karboniseringstoestande kan die finale produk aansienlik beïnvloed. 'n Verhoogde karboniseringstemperatuur verhoog reaktiwiteit, maar verminder terselfdertyd die volume porieë wat teenwoordig is. Hierdie verminderde volume porieë is te wyte aan 'n toename in die kondensasie van die materiaal by hoër temperature van karbonisering, wat 'n toename in meganiese sterkte tot gevolg het. Daarom word dit belangrik om die korrekte prosestemperatuur te kies gebaseer op die verlangde karboniseringsproduk.
Hierdie oksiede diffundeer uit die koolstof, wat lei tot 'n gedeeltelike vergassing wat porieë oopmaak wat voorheen gesluit was en die koolstof se interne poreuse struktuur verder ontwikkel. In chemiese aktivering word die koolstof by hoë temperature gereageer met 'n dehidrerende middel wat die meerderheid waterstof en suurstof uit die koolstofstruktuur verwyder. Chemiese aktivering kombineer dikwels die karboniserings- en aktiveringsstap, maar hierdie twee stappe kan steeds afsonderlik plaasvind, afhangende van die proses. Hoë oppervlaktes van meer as 3 000 m²/g is gevind wanneer KOH as 'n chemiese aktiveringsmiddel gebruik word.
Geaktiveerde koolstof van verskillende grondstowwe.
Benewens die feit dat dit 'n adsorbent is wat vir baie verskillende doeleindes gebruik word, kan geaktiveerde koolstof uit 'n magdom verskillende grondstowwe vervaardig word, wat dit 'n ongelooflik veelsydige produk maak wat in baie verskillende gebiede vervaardig kan word, afhangende van watter grondstof beskikbaar is. Sommige van hierdie materiale sluit in plantdoppe, die pitte van vrugte, houtagtige materiale, asfalt, metaalkarbiede, koolstofswart, afvalafsettings van rioolwater en polimeerafval. Verskillende soorte steenkool, wat reeds in 'n koolstofhoudende vorm met 'n ontwikkelde poriestruktuur bestaan, kan verder verwerk word om geaktiveerde koolstof te skep. Alhoewel geaktiveerde koolstof uit byna enige grondstof vervaardig kan word, is dit die mees koste-effektief en omgewingsbewus om geaktiveerde koolstof uit afvalmateriaal te produseer. Geaktiveerde koolstof wat uit klapperdoppe vervaardig word, het getoon dat dit hoë volumes mikroporieë het, wat dit die mees gebruikte grondstof maak vir toepassings waar hoë adsorpsiekapasiteit benodig word. Saagsels en ander houtagtige afvalmateriaal bevat ook sterk ontwikkelde mikroporieuse strukture wat goed is vir adsorpsie uit die gasfase. Die vervaardiging van geaktiveerde koolstof uit olyf-, pruim-, appelkoos- en perskepitte lewer hoogs homogene adsorbente met beduidende hardheid, weerstand teen skuur en 'n hoë mikroporievolume. PVC-skroot kan geaktiveer word as HCl vooraf verwyder word, en lei tot 'n geaktiveerde koolstof wat 'n goeie adsorbent vir metileenblou is. Geaktiveerde koolstof is selfs al uit bandskroot vervaardig. Om tussen die wye reeks moontlike voorlopers te onderskei, word dit nodig om die gevolglike fisiese eienskappe na aktivering te evalueer. By die keuse van 'n voorloper is die volgende eienskappe van belang: spesifieke oppervlakarea van die porieë, porievolume en porievolumeverspreiding, samestelling en grootte van korrels, en chemiese struktuur/karakter van die koolstofoppervlak.
Die keuse van die korrekte voorloper vir die regte toepassing is baie belangrik, want variasie van voorlopermateriale laat die beheer van die koolstofporiestruktuur toe. Verskillende voorlopers bevat verskillende hoeveelhede makroporieë (> 50 nm) wat hul reaktiwiteit bepaal. Hierdie makroporieë is nie effektief vir adsorpsie nie, maar hul teenwoordigheid laat meer kanale toe vir die skep van mikroporieë tydens aktivering. Daarbenewens bied die makroporieë meer paaie vir adsorbaatmolekules om die mikroporieë tydens adsorpsie te bereik.
Plasingstyd: 1 April 2022