غیر محفوظ کاربن تاکنا ڈھانچہ کی اصلاح -Ⅱ

مصنوعات کی معلومات اور مشاورت کے لیے ہماری ویب سائٹ پر خوش آمدید۔

ہماری ویب سائٹ:https://www.vet-china.com/

جسمانی اور کیمیائی چالو کرنے کا طریقہ
جسمانی اور کیمیائی ایکٹیویشن کے طریقہ کار سے مراد مندرجہ بالا دو ایکٹیویشن طریقوں کو ملا کر غیر محفوظ مواد کی تیاری کا طریقہ ہے۔ عام طور پر، کیمیکل ایکٹیویشن پہلے کی جاتی ہے، اور پھر جسمانی ایکٹیویشن کی جاتی ہے۔ سب سے پہلے سیلولوز کو 68%~85% H3PO4 محلول میں 85℃ پر 2h کے لیے بھگو دیں، پھر اسے ایک مفل فرنس میں 4h کے لیے کاربنائز کریں، اور پھر اسے CO2 کے ساتھ فعال کریں۔ حاصل کردہ چالو کاربن کا مخصوص سطح کا رقبہ 3700m2·g-1 تک زیادہ تھا۔ سیسل فائبر کو خام مال کے طور پر استعمال کرنے کی کوشش کریں، اور H3PO4 ایکٹیویشن سے حاصل کردہ ایکٹیویٹڈ کاربن فائبر (ACF) کو ایک بار چالو کریں، اسے N2 تحفظ کے تحت 830℃ پر گرم کریں، اور پھر ثانوی ایکٹیویشن کے لیے پانی کے بخارات کو بطور ایکٹیویٹر استعمال کریں۔ ایکٹیویشن کے 60 منٹ کے بعد حاصل کردہ ACF کا مخصوص سطحی رقبہ نمایاں طور پر بہتر ہوا۔

چالو کی تاکنا ساخت کی کارکردگی کی خصوصیتکاربن
عام طور پر استعمال ہونے والے ایکٹیویٹڈ کاربن کی کارکردگی کی خصوصیت کے طریقے اور استعمال کی سمتیں جدول 2 میں دکھائی گئی ہیں۔ مواد کی تاکنا ساخت کی خصوصیات کو دو پہلوؤں سے جانچا جا سکتا ہے: ڈیٹا کا تجزیہ اور تصویر کا تجزیہ۔

چالو کاربن کی تاکنا ساخت کی اصلاح کی ٹیکنالوجی کی تحقیقی پیشرفت
اگرچہ ایکٹیویٹڈ کاربن میں بھرپور چھید اور بہت بڑا مخصوص سطح کا رقبہ ہے، اس کی بہت سے شعبوں میں بہترین کارکردگی ہے۔ تاہم، خام مال کی وسیع انتخاب اور تیاری کے پیچیدہ حالات کی وجہ سے، تیار شدہ مصنوعات میں عام طور پر افراتفری کے تاکنا ڈھانچے، سطح کے مختلف مخصوص رقبے، غیر مسموم تاکنا سائز کی تقسیم، اور سطح کی محدود کیمیائی خصوصیات کے نقصانات ہوتے ہیں۔ لہذا، درخواست کے عمل میں بڑی خوراک اور تنگ موافقت جیسے نقصانات ہیں، جو مارکیٹ کی ضروریات کو پورا نہیں کرسکتے ہیں۔ لہذا، ساخت کو بہتر اور منظم کرنا اور اس کی جامع استعمال کی کارکردگی کو بہتر بنانا بہت عملی اہمیت کا حامل ہے۔ تاکنا کے ڈھانچے کو بہتر بنانے اور ریگولیٹ کرنے کے لیے عام طور پر استعمال ہونے والے طریقوں میں کیمیکل ریگولیشن، پولیمر ملاوٹ، اور کیٹلیٹک ایکٹیویشن ریگولیشن شامل ہیں۔

کیمیکل ریگولیشن ٹیکنالوجی
کیمیکل ریگولیشن ٹیکنالوجی سے مراد غیر محفوظ مواد کی ثانوی ایکٹیویشن (ترمیم) کا عمل ہے جو کیمیکل ری ایجنٹس کے ساتھ ایکٹیویشن کے بعد حاصل کیا جاتا ہے، اصل چھیدوں کو ختم کرنا، مائیکرو پورس کو پھیلانا، یا مواد کی مخصوص سطح کے رقبے اور تاکنا کی ساخت کو بڑھانے کے لیے مزید نئے مائیکرو پورس بنانا۔ عام طور پر، ایک ایکٹیویشن کی تیار شدہ مصنوعات کو عام طور پر 0.5 ~ 4 بار کیمیائی محلول میں ڈوبا جاتا ہے تاکہ تاکنا کی ساخت کو منظم کیا جا سکے اور سطح کے مخصوص رقبے کو بڑھایا جا سکے۔ تمام قسم کے تیزاب اور الکلی محلول کو ثانوی ایکٹیویشن کے لیے ری ایجنٹ کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔

ایسڈ سطح آکسیکرن ترمیم ٹیکنالوجی
تیزاب کی سطح کی آکسیکرن ترمیم عام طور پر استعمال ہونے والا ضابطہ طریقہ ہے۔ ایک مناسب درجہ حرارت پر، تیزابی آکسیڈینٹ فعال کاربن کے اندر چھیدوں کو افزودہ کر سکتے ہیں، اس کے چھیدوں کے سائز کو بہتر بنا سکتے ہیں، اور بلاک شدہ چھیدوں کو نکال سکتے ہیں۔ اس وقت، ملکی اور غیر ملکی تحقیق بنیادی طور پر غیر نامیاتی تیزاب کی تبدیلی پر مرکوز ہے۔ HN03 عام طور پر استعمال ہونے والا آکسیڈینٹ ہے، اور بہت سے اسکالرز HN03 کو فعال کاربن میں ترمیم کرنے کے لیے استعمال کرتے ہیں۔ ٹونگ لی وغیرہ۔ [28] نے پایا کہ HN03 فعال کاربن کی سطح پر آکسیجن پر مشتمل اور نائٹروجن پر مشتمل فنکشنل گروپس کے مواد کو بڑھا سکتا ہے اور پارے کے جذب اثر کو بہتر بنا سکتا ہے۔

HN03 کے ساتھ ایکٹیویٹڈ کاربن میں ترمیم کرتے ہوئے، ترمیم کے بعد، ایکٹیویٹڈ کاربن کی سطح کا مخصوص رقبہ 652m2·g-1 سے گھٹ کر 241m2·g-1 ہو گیا، تاکنا کا اوسط سائز 1.27nm سے بڑھ کر 1.641nm ہو گیا، اور بینزوفینون کی جذب کرنے کی صلاحیت نقلی پٹرول میں 33.7 فیصد اضافہ ہوا۔ HN03 کے بالترتیب 10% اور 70% حجم کے ارتکاز کے ساتھ لکڑی کے متحرک کاربن میں ترمیم کرنا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ 10% HN03 کے ساتھ تبدیل شدہ فعال کاربن کی مخصوص سطح کا رقبہ 925.45m2·g-1 سے بڑھ کر 960.52m2·g-1 ہو گیا ہے۔ 70% HN03 کے ساتھ ترمیم کے بعد، مخصوص سطح کا رقبہ کم ہو کر 935.89m2·g-1 ہو گیا۔ HN03 کے دو ارتکاز کے ساتھ تبدیل شدہ فعال کاربن کے ذریعہ Cu2+ کو ہٹانے کی شرح بالترتیب 70% اور 90% سے اوپر تھی۔

ادسورپشن فیلڈ میں استعمال ہونے والے چالو کاربن کے لیے، جذب اثر کا انحصار نہ صرف تاکنا کی ساخت پر ہوتا ہے بلکہ جذب کرنے والے کی سطح کی کیمیائی خصوصیات پر بھی ہوتا ہے۔ تاکنا ڈھانچہ ایکٹیویٹڈ کاربن کی سطح کے مخصوص رقبہ اور جذب کرنے کی صلاحیت کا تعین کرتا ہے، جبکہ سطح کی کیمیائی خصوصیات فعال کاربن اور جذب کے درمیان تعامل کو متاثر کرتی ہیں۔ آخر کار یہ معلوم ہوا کہ ایکٹیویٹڈ کاربن کی تیزابیت نہ صرف فعال کاربن کے اندر کے تاکوں کی ساخت کو ایڈجسٹ کر سکتی ہے اور مسدود چھیدوں کو صاف کر سکتی ہے، بلکہ مواد کی سطح پر تیزابیت والے گروپوں کے مواد کو بھی بڑھا سکتی ہے اور سطح کی قطبیت اور ہائیڈرو فلیسیٹی کو بڑھا سکتی ہے۔ . HCI کے ذریعے ترمیم شدہ فعال کاربن کے ذریعے EDTA کی جذب کرنے کی صلاحیت میں ترمیم سے پہلے کے مقابلے میں 49.5 فیصد اضافہ ہوا، جو HNO3 ترمیم سے بہتر تھا۔

بالترتیب HNO3 اور H2O2 کے ساتھ تبدیل شدہ تجارتی متحرک کاربن! ترمیم کے بعد سطح کے مخصوص علاقے بالترتیب 91.3% اور ترمیم سے پہلے کے 80.8% تھے۔ نئے آکسیجن پر مشتمل فنکشنل گروپس جیسے کاربوکسیل، کاربونیل اور فینول کو سطح پر شامل کیا گیا۔ HNO3 ترمیم کے ذریعے نائٹروبینزین کی جذب کرنے کی صلاحیت سب سے بہتر تھی، جو کہ ترمیم سے پہلے 3.3 گنا زیادہ تھی۔ یہ پایا گیا ہے کہ تیزابی ترمیم کے بعد فعال کاربن میں آکسیجن پر مشتمل فنکشنل گروپس کے مواد میں اضافہ کی وجہ سے سطح کی تعداد میں اضافہ ہوا۔ ایکٹو پوائنٹس، جس کا براہ راست اثر ٹارگٹ ایڈسوربیٹ کی جذب کرنے کی صلاحیت کو بہتر بنانے پر پڑا۔

غیر نامیاتی تیزاب کے مقابلے میں، فعال کاربن کے نامیاتی تیزاب میں تبدیلی کے بارے میں کچھ رپورٹس موجود ہیں۔ فعال کاربن کی تاکنا ساخت کی خصوصیات اور میتھانول کے جذب پر نامیاتی تیزاب ترمیم کے اثرات کا موازنہ کریں۔ ترمیم کے بعد، مخصوص سطح کا رقبہ اور چالو کاربن کا کل تاکنا حجم کم ہو گیا۔ تیزابیت جتنی مضبوط ہوگی اتنی ہی زیادہ کمی ہوگی۔ آکسالک ایسڈ، ٹارٹارک ایسڈ اور سائٹرک ایسڈ کے ساتھ ترمیم کے بعد، فعال کاربن کا مخصوص سطح کا رقبہ بالترتیب 898.59m2·g-1 سے گھٹ کر 788.03m2·g-1، 685.16m2·g-1 اور 622.98m2·g-1 ہو گیا۔ تاہم، ترمیم کے بعد فعال کاربن کی مائکروپوروسیٹی میں اضافہ ہوا۔ سائٹرک ایسڈ کے ساتھ تبدیل شدہ چالو کاربن کی مائکروپوروسٹی 75.9% سے بڑھ کر 81.5% ہوگئی۔

آکسالک ایسڈ اور ٹارٹرک ایسڈ میں ترمیم میتھانول کے جذب کے لیے فائدہ مند ہے، جبکہ سائٹرک ایسڈ میں روک تھام کا اثر ہوتا ہے۔ تاہم، J.Paul Chen et al. [35] نے پایا کہ سائٹرک ایسڈ کے ساتھ تبدیل شدہ فعال کاربن تانبے کے آئنوں کے جذب کو بڑھا سکتا ہے۔ لن تانگ وغیرہ۔ فارمک ایسڈ، آکسالک ایسڈ اور امینو سلفونک ایسڈ کے ساتھ تجارتی متحرک کاربن میں ترمیم کی گئی۔ ترمیم کے بعد، مخصوص سطح کے علاقے اور تاکنا حجم کو کم کر دیا گیا تھا. آکسیجن پر مشتمل فنکشنل گروپس جیسے کہ 0-HC-0، C-0 اور S=0 تیار مصنوعات کی سطح پر بنائے گئے تھے، اور ناہموار اینچڈ چینلز اور سفید کرسٹل نمودار ہوئے۔ acetone اور isopropanol کی توازن جذب کرنے کی صلاحیت میں بھی نمایاں اضافہ ہوا ہے۔

الکلائن حل میں ترمیم کرنے والی ٹیکنالوجی
کچھ اسکالرز نے فعال کاربن پر ثانوی ایکٹیویشن انجام دینے کے لیے الکلائن محلول کا بھی استعمال کیا۔ تاکنا کے ڈھانچے کو کنٹرول کرنے کے لیے مختلف ارتکاز کے Na0H محلول کے ساتھ گھر میں بنے کوئلے پر مبنی ایکٹیویٹڈ کاربن کو رنگ دیں۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ الکلی کا کم ارتکاز تاکنا میں اضافے اور توسیع کے لیے موزوں تھا۔ بہترین اثر اس وقت حاصل کیا گیا جب بڑے پیمانے پر 20 فیصد حراستی تھی۔ چالو کاربن میں سب سے زیادہ مخصوص سطح کا رقبہ (681m2·g-1) اور سوراخ کا حجم (0.5916cm3·g-1) تھا۔ جب Na0H کی بڑے پیمانے پر ارتکاز 20% سے تجاوز کر جاتا ہے، تو ایکٹیویٹڈ کاربن کا تاکنا ڈھانچہ تباہ ہو جاتا ہے اور تاکنا ساخت کے پیرامیٹرز کم ہونا شروع ہو جاتے ہیں۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ Na0H محلول کا زیادہ ارتکاز کاربن کنکال کو خراب کر دے گا اور بڑی تعداد میں سوراخ ٹوٹ جائیں گے۔

پولیمر ملاوٹ کے ذریعے اعلیٰ کارکردگی والے چالو کاربن کی تیاری۔ پیش خیمہ furfural رال اور furfuryl الکحل تھے، اور ethylene glycol تاکنا بنانے والا ایجنٹ تھا۔ تاکنا ڈھانچہ تین پولیمر کے مواد کو ایڈجسٹ کرکے کنٹرول کیا گیا تھا، اور 0.008 اور 5 μm کے درمیان تاکنا سائز کے ساتھ ایک غیر محفوظ مواد حاصل کیا گیا تھا۔ کچھ اسکالرز نے ثابت کیا ہے کہ کاربن فلم حاصل کرنے کے لیے پولی یوریتھین امائیڈ فلم (پی یو آئی) کو کاربنائز کیا جا سکتا ہے، اور پولی یوریتھین (پی یو) پری پولیمر [41] کے مالیکیولر ڈھانچے کو تبدیل کر کے تاکنا کی ساخت کو کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔ جب PUI کو 200 ° C پر گرم کیا جائے گا تو PU اور پولی مائیڈ (PI) پیدا ہوں گے۔ جب گرمی کے علاج کا درجہ حرارت 400 ° C تک بڑھ جاتا ہے تو، PU پائرولیسس گیس پیدا کرتا ہے، جس کے نتیجے میں PI فلم پر ایک تاکنا ڈھانچہ بنتا ہے۔ کاربنائزیشن کے بعد، ایک کاربن فلم حاصل کی جاتی ہے. اس کے علاوہ، پولیمر ملاوٹ کا طریقہ مواد کی کچھ جسمانی اور مکینیکل خصوصیات کو بھی ایک خاص حد تک بہتر بنا سکتا ہے۔

کیٹلیٹک ایکٹیویشن ریگولیشن ٹیکنالوجی
کیٹلیٹک ایکٹیویشن ریگولیشن ٹیکنالوجی دراصل کیمیکل ایکٹیویشن طریقہ اور ہائی ٹمپریچر گیس ایکٹیویشن طریقہ کا مجموعہ ہے۔ عام طور پر، کیمیائی مادوں کو خام مال میں اتپریرک کے طور پر شامل کیا جاتا ہے، اور اتپریرک کو غیر محفوظ کاربن مواد حاصل کرنے کے لیے کاربنائزیشن یا ایکٹیویشن کے عمل میں مدد کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ عام طور پر، دھاتوں میں عام طور پر اتپریرک اثرات ہوتے ہیں، لیکن اتپریرک اثرات مختلف ہوتے ہیں۔

درحقیقت، عام طور پر کیمیکل ایکٹیویشن ریگولیشن اور غیر محفوظ مواد کے کیٹلیٹک ایکٹیویشن ریگولیشن کے درمیان کوئی واضح حد نہیں ہوتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ دونوں طریقے کاربنائزیشن اور ایکٹیویشن کے عمل کے دوران ری ایجنٹس کو شامل کرتے ہیں۔ ان ریجنٹس کا مخصوص کردار اس بات کا تعین کرتا ہے کہ آیا یہ طریقہ کیٹلیٹک ایکٹیویشن کے زمرے سے تعلق رکھتا ہے۔

غیر محفوظ کاربن مواد کی ساخت، اتپریرک کی جسمانی اور کیمیائی خصوصیات، اتپریرک رد عمل کے حالات اور اتپریرک لوڈ کرنے کا طریقہ، سبھی ریگولیشن اثر پر اثر کے مختلف درجے ہوسکتے ہیں۔ بٹومینس کوئلے کو خام مال کے طور پر استعمال کرتے ہوئے، Mn(N03)2 اور Cu(N03)2 کو کیٹالسٹ کے طور پر دھاتی آکسائیڈز پر مشتمل غیر محفوظ مواد تیار کر سکتے ہیں۔ دھاتی آکسائیڈز کی مناسب مقدار پورسٹی اور تاکنا حجم کو بہتر بنا سکتی ہے، لیکن مختلف دھاتوں کے اتپریرک اثرات قدرے مختلف ہوتے ہیں۔ Cu(N03)2 1.5~2.0nm کی حد میں سوراخوں کی نشوونما کو فروغ دے سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، خام مال کی راکھ میں موجود دھاتی آکسائیڈز اور غیر نامیاتی نمکیات بھی ایکٹیویشن کے عمل میں اتپریرک کردار ادا کریں گے۔ Xie Qiang et al. [42] اس کا خیال تھا کہ غیر نامیاتی مادے میں کیلشیم اور آئرن جیسے عناصر کا اتپریرک ایکٹیویشن رد عمل چھیدوں کی نشوونما کو فروغ دے سکتا ہے۔ جب ان دو عناصر کا مواد بہت زیادہ ہوتا ہے، تو مصنوعات میں درمیانے اور بڑے سوراخوں کا تناسب نمایاں طور پر بڑھ جاتا ہے۔

نتیجہ
اگرچہ فعال کاربن، سب سے زیادہ استعمال ہونے والے سبز غیر محفوظ کاربن مواد کے طور پر، صنعت اور زندگی میں ایک اہم کردار ادا کرتا رہا ہے، لیکن اس میں خام مال کی توسیع، لاگت میں کمی، معیار کی بہتری، توانائی کی بہتری، زندگی کی توسیع اور طاقت میں بہتری کے لیے اب بھی بہت زیادہ امکانات ہیں۔ . اعلیٰ معیار کے اور سستے ایکٹیویٹڈ کاربن کے خام مال کی تلاش، صاف اور موثر ایکٹیویٹڈ کاربن پروڈکشن ٹیکنالوجی تیار کرنا، اور مختلف ایپلی کیشن فیلڈز کے مطابق ایکٹیویٹڈ کاربن کے تاکنا ڈھانچے کو بہتر اور ریگولیٹ کرنا ایکٹیویٹڈ کاربن مصنوعات کے معیار کو بہتر بنانے اور فروغ دینے کے لیے ایک اہم سمت ہو گا۔ چالو کاربن صنعت کی اعلی معیار کی ترقی.