הליך עיבוד פחם פעיל מורכב בדרך כלל מפחמן ולאחריו הפעלה של חומר פחמני ממקור צמחי. פחמן הוא טיפול בחום בטמפרטורה של 400-800 מעלות צלזיוס אשר ממיר חומרי גלם לפחמן על ידי מזעור תכולת החומר הנדיף והגדלת תכולת הפחמן בחומר. זה מגביר את חוזק החומר ויוצר מבנה נקבובי ראשוני הנחוץ אם רוצים להפעיל את הפחמן. התאמת תנאי הפחמן יכולה להשפיע על המוצר הסופי באופן משמעותי. טמפרטורת פחמן מוגברת מגבירה את הריאקטיביות, אך בו זמנית מקטינה את נפח הנקבוביות הקיימות. נפח נקבוביות מופחת זה נובע מעלייה בעיבוי החומר בטמפרטורות פחמן גבוהות יותר, מה שמוביל לעלייה בחוזק המכני. לכן, חשוב לבחור את טמפרטורת התהליך הנכונה בהתבסס על תוצר הפחמן הרצוי.
תחמוצות אלו מתפזרות אל מחוץ לפחמן, וכתוצאה מכך נוצרת גיזוז חלקי הפותח נקבוביות שהיו סגורות בעבר ומפתח עוד יותר את המבנה הנקבובי הפנימי של הפחמן. בהפעלה כימית, הפחמן מגיב בטמפרטורות גבוהות עם חומר ייבוש המסלק את רוב המימן והחמצן ממבנה הפחמן. הפעלה כימית משלבת לעתים קרובות את שלב הפחמן וההפעלה, אך שני שלבים אלה עדיין עשויים להתרחש בנפרד בהתאם לתהליך. שטחי פנים גדולים העולים על 3,000 מ"ר/גרם נמצאו בעת שימוש ב-KOH כחומר הפעלה כימי.
פחם פעיל מחומרי גלם שונים.
בנוסף להיותו חומר סופח המשמש למטרות רבות ושונות, ניתן לייצר פחם פעיל ממגוון רחב של חומרי גלם, מה שהופך אותו למוצר רב-תכליתי להפליא שניתן לייצר באזורים רבים ושונים, בהתאם לחומר הגלם הזמין. חלק מהחומרים הללו כוללים קליפות צמחים, גלעיני פירות, חומרים עציים, אספלט, קרבידים מתכתיים, פחמן שחור, שאריות פסולת מביוב ושאריות פולימר. סוגים שונים של פחם, שכבר קיימים בצורה פחמנית עם מבנה נקבוביות מפותח, ניתנים לעיבוד נוסף ליצירת פחם פעיל. למרות שניתן לייצר פחם פעיל כמעט מכל חומר גלם, העלות והידידותיות ביותר לסביבה היא לייצר פחם פעיל מחומרי פסולת. פחם פעיל המופק מקליפות קוקוס הוכח כבעל נפחים גבוהים של מיקרו-נקבוביות, מה שהופך אותו לחומר הגלם הנפוץ ביותר עבור יישומים בהם נדרשת קיבולת ספיחה גבוהה. נסורת וחומרי גרוטאות עץ אחרים מכילים גם מבנים מיקרו-נקבוביים מפותחים מאוד, הטובים לספיחה מפאזה גזה. ייצור פחם פעיל מגרעיני זיתים, שזיפים, משמשים ואפרסקים מניב סופחים הומוגניים ביותר בעלי קשיות משמעותית, עמידות בפני שחיקה ונפח מיקרו-נקבוביות גבוה. ניתן להפעיל גרוטאות PVC אם מסירים HCl מראש, וכתוצאה מכך נוצר פחם פעיל שהוא סופח טוב למתילן כחול. פחמים פעילים אף יוצרו מגרוטאות צמיגים. על מנת להבחין בין מגוון הרחב של חומרי קדם אפשריים, יש צורך להעריך את התכונות הפיזיקליות המתקבלות לאחר ההפעלה. בבחירת חומר קדם, התכונות הבאות חשובות: שטח פנים ספציפי של הנקבוביות, נפח הנקבוביות ופיזור נפח הנקבוביות, הרכב וגודל הגרגירים, ומבנה/אופי כימי של פני השטח של הפחמן.
בחירת חומר הקודמור הנכון עבור היישום הנכון חשובה מאוד משום ששונות חומרי הקודמור מאפשרת שליטה במבנה נקבוביות הפחמן. חומרי קודמו שונים מכילים כמויות משתנות של מקרופורות (> 50 ננומטר), אשר קובעות את תגובתיותן. מקרופורות אלו אינן יעילות לספיחה, אך נוכחותן מאפשרת ערוצים רבים יותר ליצירת מיקרופורות במהלך ההפעלה. בנוסף, המקרופורות מספקות נתיבים רבים יותר למולקולות ספיחה להגיע למיקרופורות במהלך הספיחה.
זמן פרסום: 1 באפריל 2022