Karbon aktif (AC) nuduhake bahan sing akeh karbone sing nduweni porositas lan kemampuan sorpsi sing dhuwur sing diasilake saka kayu, batok klapa, batu bara, lan kerucut, lan liya-liyane. AC minangka salah sawijining adsorben sing kerep digunakake ing macem-macem industri kanggo mbusak akeh polutan saka banyu lan udara. Amarga AC disintesis saka produk pertanian lan limbah, wis kabukten dadi alternatif sing apik kanggo sumber sing ora bisa dianyari lan larang sing digunakake sacara tradisional. Kanggo nyiapake AC, rong proses dhasar, karbonisasi lan aktivasi, digunakake. Ing proses pertama, prekursor kena suhu dhuwur, antarane 400 lan 850°C, kanggo ngusir kabeh komponen sing gampang nguap. Suhu sing dhuwur banget mbusak kabeh komponen nonkarbon saka prekursor kayata hidrogen, oksigen, lan nitrogen ing bentuk gas lan tar. Proses iki ngasilake arang sing nduweni kandungan karbon dhuwur nanging area permukaan lan porositas sing sithik. Nanging, langkah kapindho kalebu aktivasi arang sing disintesis sadurunge. Peningkatan ukuran pori sajrone proses aktivasi bisa dikategorikake dadi telu: mbukak pori-pori sing sadurunge ora bisa diakses, pangembangan pori anyar kanthi aktivasi selektif, lan nggedhekake pori-pori sing wis ana.
Biasane, ana rong pendekatan, fisik lan kimia, sing digunakake kanggo aktivasi supaya entuk area permukaan lan porositas sing dikarepake. Aktivasi fisik nglibatake aktivasi arang sing dikarbonisasi nggunakake gas pengoksidasi kayata udara, karbon dioksida, lan uap ing suhu dhuwur (antarane 650 lan 900°C). Karbon dioksida biasane luwih disenengi amarga sifate sing murni, penanganan sing gampang, lan proses aktivasi sing bisa dikontrol sekitar 800°C. Keseragaman pori sing dhuwur bisa dipikolehi kanthi aktivasi karbon dioksida dibandhingake karo uap. Nanging, kanggo aktivasi fisik, uap luwih disenengi dibandhingake karo karbon dioksida amarga AC kanthi area permukaan sing relatif dhuwur bisa diasilake. Amarga ukuran molekul banyu sing luwih cilik, difusi ing struktur arang kedadeyan kanthi efisien. Aktivasi kanthi uap wis ditemokake udakara rong nganti telu luwih dhuwur tinimbang karbon dioksida kanthi tingkat konversi sing padha.
Nanging, pendekatan kimia nglibatake pencampuran prekursor karo agen pengaktif (NaOH, KOH, lan FeCl3, lan liya-liyane). Agen pengaktif iki tumindak minangka oksidan uga agen dehidrasi. Ing pendekatan iki, karbonisasi lan aktivasi ditindakake bebarengan ing suhu sing relatif luwih murah 300-500°C dibandhingake karo pendekatan fisik. Akibate, iki mengaruhi dekomposisi pirolitik lan, banjur, nyebabake ekspansi struktur keropos sing luwih apik lan asil karbon sing dhuwur. Keuntungan utama pendekatan kimia tinimbang fisik yaiku syarat suhu sing kurang, struktur mikroporositas sing dhuwur, area permukaan sing amba, lan wektu penyelesaian reaksi sing minimal.
Kaunggulan metode aktivasi kimia bisa diterangake adhedhasar model sing diusulake dening Kim lan kanca-kancane [1] sing miturut macem-macem mikrodomain sferis sing tanggung jawab kanggo mbentuk mikropori ditemokake ing AC. Ing sisih liya, mesopori dikembangake ing wilayah intermikrodomain. Sacara eksperimen, dheweke mbentuk karbon aktif saka resin berbasis fenol kanthi aktivasi kimia (nggunakake KOH) lan fisik (nggunakake uap) (Gambar 1). Asil nuduhake yen AC sing disintesis kanthi aktivasi KOH nduweni area permukaan sing dhuwur yaiku 2878 m2/g dibandhingake karo 2213 m2/g kanthi aktivasi uap. Kajaba iku, faktor liyane kayata ukuran pori, area permukaan, volume mikropori, lan jembar pori rata-rata kabeh ditemokake luwih apik ing kondisi sing diaktifake KOH dibandhingake karo sing diaktifake uap.
Bedane antarane AC sing digawe saka aktivasi uap (C6S9) lan aktivasi KOH (C6K9) diterangake kanthi model mikrostruktur.
Gumantung saka ukuran partikel lan cara persiapane, bisa dikategorikake dadi telung jinis: AC bertenaga, AC granular, lan AC manik-manik. AC bertenaga dibentuk saka granul alus sing ukurane 1 mm kanthi kisaran diameter rata-rata 0,15-0,25 mm. AC granular nduweni ukuran sing relatif luwih gedhe lan area permukaan njaba sing luwih sithik. AC granular digunakake kanggo macem-macem aplikasi fase cair lan fase gas gumantung saka rasio dimensi. AC kelas katelu: manik-manik umume disintesis saka lapangan petroleum kanthi diameter antara 0,35 nganti 0,8 mm. Iki dikenal amarga kekuatan mekanik sing dhuwur lan kandungan bledug sing sithik. Iki digunakake sacara ekstensif ing aplikasi unggun fluidisasi kayata filtrasi banyu amarga strukture sing bunder.
Wektu kiriman: 18 Juni 2022