सक्रिय कार्बन निस्पंदन सोखना सिद्धांत

सोखना प्रक्रिया के दौरान सक्रिय कार्बन अणुओं और प्रदूषक अणुओं के बीच अलग-अलग बलों के अनुसार, सोखना को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: भौतिक सोखना और रासायनिक सोखना (जिसे सक्रिय सोखना भी कहा जाता है)। सोखने की प्रक्रिया में, जब सक्रिय कार्बन अणुओं और प्रदूषक अणुओं के बीच का बल वैन डेर वाल्स बल (या इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण) होता है, तो इसे भौतिक सोखना कहा जाता है; जब सक्रिय कार्बन अणुओं और प्रदूषक अणुओं के बीच बल रासायनिक बंधन होता है, तो इसे रासायनिक सोखना कहा जाता है। भौतिक सोखना की सोखने की ताकत मुख्य रूप से सक्रिय कार्बन के भौतिक गुणों से संबंधित है और इसका सक्रिय कार्बन के रासायनिक गुणों से कोई लेना-देना नहीं है। चूंकि वैन डेर वाल्स बल कमजोर है और प्रदूषक अणुओं की संरचना पर इसका बहुत कम प्रभाव पड़ता है, यह बल अंतर-आणविक एकजुट बल के समान है, इसलिए भौतिक सोखना की तुलना संक्षेपण से की जा सकती है। भौतिक सोखने के दौरान प्रदूषकों के रासायनिक गुण अपरिवर्तित रहते हैं।
क्योंकि रासायनिक बंधन मजबूत होता है और प्रदूषक अणुओं की संरचना पर अधिक प्रभाव डालता है, रासायनिक सोखना को एक रासायनिक प्रतिक्रिया माना जा सकता है, जो प्रदूषकों और सक्रिय कार्बन के बीच रासायनिक क्रिया का परिणाम है। रासायनिक सोखना में आम तौर पर साधारण गड़बड़ी या कमजोर ध्रुवीकरण के बजाय इलेक्ट्रॉन जोड़ी साझा करना या इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण शामिल होता है, और यह एक अपरिवर्तनीय रासायनिक प्रतिक्रिया प्रक्रिया है। भौतिक अधिशोषण और रासायनिक अधिशोषण के बीच मूलभूत अंतर उस बल में निहित है जो अधिशोषण बंधन उत्पन्न करता है।
सोखना प्रक्रिया वह प्रक्रिया है जिसमें प्रदूषक अणु ठोस सतह पर सोख लिए जाते हैं। अणुओं की मुक्त ऊर्जा कम हो जायेगी। इसलिए, सोखना प्रक्रिया एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है, और निकलने वाली ऊष्मा को इस ठोस सतह पर प्रदूषक की सोखना ऊष्मा कहा जाता है। भौतिक सोखना और रासायनिक सोखना की विभिन्न शक्तियों के कारण, वे सोखना गर्मी, सोखना दर, सोखना सक्रियण ऊर्जा, सोखना तापमान, चयनात्मकता, सोखना परतों की संख्या और सोखना स्पेक्ट्रम में कुछ अंतर दिखाते हैं। सक्रिय कार्बन एक औद्योगिक अधिशोषक है जिसका व्यापक उपयोग होता है। यह कच्चे माल के रूप में लकड़ी का कोयला, विभिन्न फलों के छिलके और उच्च गुणवत्ता वाले कोयले का उपयोग करता है, और भौतिक और रासायनिक तरीकों से कच्चे माल को कुचलने, स्क्रीनिंग, उत्प्रेरक सक्रियण, धोने, सुखाने और स्क्रीनिंग जैसी प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला के माध्यम से संसाधित और निर्मित किया जाता है। 1900 में सक्रिय कार्बन के आगमन के बाद से, इसके अनुप्रयोग इतिहास में दो प्रमुख घटनाओं का अनुभव हुआ है। एक यह कि इसका उपयोग 1920 के दशक में प्रथम विश्व युद्ध में गैस मास्क बनाने के लिए किया गया था; दूसरी बात यह है कि 1940 के दशक में सैकड़ों जल संयंत्र दुर्गन्ध दूर करने के लिए सक्रिय कार्बन का उपयोग करते थे। सक्रिय कार्बन का अवशोषण इसकी अद्वितीय आणविक संरचना से होता है। सक्रिय कार्बन के अंदर कई छिद्र होते हैं। यदि सक्रिय कार्बन के प्रत्येक ग्राम के आंतरिक छिद्रों को फैलाया जाए, तो वे 500 से 1700 वर्ग मीटर तक पहुंच सकते हैं। यह अनूठी आंतरिक संरचना ही है जो सक्रिय कार्बन को उत्कृष्ट सोखने की क्षमता प्रदान करती है। सक्रिय कार्बन का अनुप्रयोग बहुत व्यापक है।
सक्रिय कार्बन को उच्च तापमान सक्रियण और विशेष छिद्र आकार समायोजन तकनीक के साथ इलाज किया जाता है, ताकि इसमें एक बड़ा विशिष्ट सतह क्षेत्र और एक समृद्ध छिद्र संरचना हो जो इनडोर हानिकारक गैसों के आणविक आकार से मेल खाती हो। इसका उपयोग विशेष रूप से फॉर्मेल्डिहाइड, बेंजीन, अमोनिया, रेडॉन, टीवीओसी और दर्जनों अन्य हानिकारक पदार्थों, मानव शरीर के लिए हानिकारक सभी गैसों और हवा में तैरते बैक्टीरिया को सोखने के लिए किया जाता है। इसमें गंध को अवशोषित करना, विषहरण, गंधहरण, निरार्द्रीकरण, फफूंदी की रोकथाम, नसबंदी और शुद्धिकरण जैसे व्यापक कार्य हैं। हानिकारक गैसों को अवशोषित करते हुए, यह फफूंद, एस्चेरिचिया कोली, स्टैफिलोकोकस ऑरियस और मवाद बैक्टीरिया जैसे रोगजनकों को मारता है, महामारी रोगजनकों के प्रसार को रोकता है, और इनडोर पर्यावरण प्रदूषण को पूरी तरह से हटा देता है।