Prosedur pemrosesan karbon aktif biasanya terdiri dari karbonisasi yang diikuti dengan aktivasi material berkarbon dari tumbuhan. Karbonisasi adalah perlakuan panas pada suhu 400-800°C yang mengubah bahan mentah menjadi karbon dengan meminimalkan kandungan zat volatil dan meningkatkan kandungan karbon dalam material. Hal ini meningkatkan kekuatan material dan menciptakan struktur berpori awal yang diperlukan jika karbon akan diaktifkan. Penyesuaian kondisi karbonisasi dapat memengaruhi produk akhir secara signifikan. Peningkatan suhu karbonisasi meningkatkan reaktivitas, tetapi pada saat yang sama mengurangi volume pori yang ada. Penurunan volume pori ini disebabkan oleh peningkatan kondensasi material pada suhu karbonisasi yang lebih tinggi yang menghasilkan peningkatan kekuatan mekanis. Oleh karena itu, penting untuk memilih suhu proses yang tepat berdasarkan produk karbonisasi yang diinginkan.
Oksida-oksida ini berdifusi keluar dari karbon sehingga menghasilkan gasifikasi parsial yang membuka pori-pori yang sebelumnya tertutup dan selanjutnya mengembangkan struktur pori internal karbon. Dalam aktivasi kimia, karbon direaksikan pada suhu tinggi dengan agen dehidrasi yang menghilangkan sebagian besar hidrogen dan oksigen dari struktur karbon. Aktivasi kimia seringkali menggabungkan langkah karbonisasi dan aktivasi, tetapi kedua langkah ini masih dapat terjadi secara terpisah tergantung prosesnya. Luas permukaan yang tinggi, lebih dari 3.000 m²/g, telah ditemukan ketika KOH digunakan sebagai agen pengaktif kimia.
Karbon Aktif dari Berbagai Bahan Baku.
Selain menjadi adsorben yang digunakan untuk berbagai keperluan, karbon aktif dapat diproduksi dari beragam bahan baku, menjadikannya produk yang sangat serbaguna dan dapat diproduksi di berbagai bidang, tergantung pada ketersediaan bahan baku. Beberapa bahan ini meliputi cangkang tanaman, biji buah, material kayu, aspal, karbida logam, karbon hitam, endapan limbah skrap dari limbah, dan skrap polimer. Berbagai jenis batu bara, yang sudah ada dalam bentuk karbon 5 dengan struktur pori yang berkembang, dapat diproses lebih lanjut untuk menghasilkan karbon aktif. Meskipun karbon aktif dapat diproduksi dari hampir semua bahan baku, karbon aktif dari bahan limbah merupakan cara yang paling hemat biaya dan ramah lingkungan. Karbon aktif yang dihasilkan dari tempurung kelapa telah terbukti memiliki volume mikropori yang tinggi, menjadikannya bahan baku yang paling umum digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan kapasitas adsorpsi tinggi. Serbuk gergaji dan material skrap kayu lainnya juga mengandung struktur mikropori yang berkembang kuat, yang baik untuk adsorpsi dari fase gas. Pembuatan karbon aktif dari biji zaitun, plum, aprikot, dan persik menghasilkan adsorben yang sangat homogen dengan kekerasan yang signifikan, ketahanan terhadap abrasi, dan volume mikropori yang tinggi. Skrap PVC dapat diaktifkan jika HCl dihilangkan terlebih dahulu, dan menghasilkan karbon aktif yang merupakan adsorben yang baik untuk metilen biru. Karbon aktif bahkan telah diproduksi dari skrap ban. Untuk membedakan berbagai kemungkinan prekursor, penting untuk mengevaluasi sifat fisik yang dihasilkan setelah aktivasi. Saat memilih prekursor, sifat-sifat berikut penting: luas permukaan spesifik pori, volume pori dan distribusi volume pori, komposisi dan ukuran granula, serta struktur/karakter kimia permukaan karbon.
Memilih prekursor yang tepat untuk aplikasi yang tepat sangatlah penting karena variasi bahan prekursor memungkinkan pengendalian struktur pori karbon. Setiap prekursor mengandung jumlah makropori yang bervariasi (> 50 nm), yang menentukan reaktivitasnya. Makropori ini tidak efektif untuk adsorpsi, tetapi keberadaannya memungkinkan lebih banyak saluran untuk pembentukan mikropori selama aktivasi. Selain itu, makropori menyediakan lebih banyak jalur bagi molekul adsorbat untuk mencapai mikropori selama adsorpsi.
Waktu posting: 01-Apr-2022