Postopek predelave aktivnega oglja običajno sestavlja karbonizacija, ki ji sledi aktivacija ogljikovega materiala rastlinskega izvora. Karbonizacija je toplotna obdelava pri 400–800 °C, ki pretvori surovine v ogljik z zmanjšanjem vsebnosti hlapnih snovi in povečanjem vsebnosti ogljika v materialu. To poveča trdnost materiala in ustvari začetno porozno strukturo, ki je potrebna za aktivacijo ogljika. Prilagajanje pogojev karbonizacije lahko bistveno vpliva na končni izdelek. Povečana temperatura karbonizacije poveča reaktivnost, hkrati pa zmanjša volumen prisotnih por. Ta zmanjšan volumen por je posledica povečane kondenzacije materiala pri višjih temperaturah karbonizacije, kar povzroči povečanje mehanske trdnosti. Zato je pomembno izbrati pravilno temperaturo postopka glede na želeni produkt karbonizacije.
Ti oksidi difundirajo iz ogljika, kar povzroči delno uplinjanje, ki odpre pore, ki so bile prej zaprte, in dodatno razvije notranjo porozno strukturo ogljika. Pri kemijski aktivaciji ogljik pri visokih temperaturah reagira z dehidracijskim sredstvom, ki iz ogljikove strukture odstrani večino vodika in kisika. Kemijska aktivacija pogosto združuje korak karbonizacije in aktivacije, vendar se ta dva koraka lahko še vedno odvijata ločeno, odvisno od postopka. Pri uporabi KOH kot kemičnega aktivacijskega sredstva so bile ugotovljene velike površine, večje od 3000 m2/g.
Aktivno oglje iz različnih surovin.
Poleg tega, da je aktivno oglje adsorbent, ki se uporablja za številne različne namene, ga je mogoče proizvajati iz številnih različnih surovin, zaradi česar je neverjetno vsestranski izdelek, ki ga je mogoče proizvajati na številnih različnih področjih, odvisno od razpoložljive surovine. Nekateri od teh materialov vključujejo lupine rastlin, koščice sadja, lesne materiale, asfalt, kovinske karbide, saj, odpadne usedline iz odplak in ostanke polimerov. Različne vrste premoga, ki že obstajajo v 5-ogljikovi obliki z razvito strukturo por, je mogoče nadalje predelati v aktivno oglje. Čeprav je aktivno oglje mogoče proizvajati iz skoraj vseh surovin, je najbolj stroškovno učinkovito in okolju prijazno proizvajati aktivno oglje iz odpadnih materialov. Dokazano je, da ima aktivno oglje, proizvedeno iz kokosovih lupin, veliko količino mikropor, zaradi česar je najpogosteje uporabljena surovina za aplikacije, kjer je potrebna visoka adsorpcijska zmogljivost. Žagovina in drugi lesni odpadni materiali vsebujejo tudi močno razvite mikroporozne strukture, ki so dobre za adsorpcijo iz plinske faze. Proizvodnja aktivnega oglja iz koščic oljk, sliv, marelic in breskev daje zelo homogene adsorbente z znatno trdoto, odpornostjo proti abraziji in veliko količino mikropor. Odpadni PVC se lahko aktivira, če se predhodno odstrani HCl, kar povzroči aktivno oglje, ki je dober adsorbent za metilensko modro. Aktivno oglje so celo proizvedli iz odpadnih pnevmatik. Za razlikovanje med široko paleto možnih predhodnikov je treba po aktivaciji oceniti nastale fizikalne lastnosti. Pri izbiri predhodnika so pomembne naslednje lastnosti: specifična površina por, volumen por in porazdelitev volumna por, sestava in velikost granul ter kemijska struktura/značaj površine oglja.
Izbira pravega predhodnika za pravilno uporabo je zelo pomembna, saj raznolikost predhodnih materialov omogoča nadzor nad strukturo por ogljika. Različni predhodniki vsebujejo različno količino makropor (> 50 nm), ki določajo njihovo reaktivnost. Te makropore niso učinkovite za adsorpcijo, vendar njihova prisotnost omogoča več kanalov za ustvarjanje mikropor med aktivacijo. Poleg tega makropore zagotavljajo več poti, da molekule adsorbata dosežejo mikropore med adsorpcijo.
Čas objave: 1. april 2022