સક્રિય કાર્બન

વિકિપીડિયાથી
આના પર જાવ: ભ્રમણ, શોધો
સક્રીય કાર્બન

સક્રિય કાર્બન જેને સક્રિય ચારકોલ કે સક્રિય કોલસો પણ કહેવાય છે, તે કાર્બનનો પ્રકાર છે, જેની પર પ્રક્રિયા કરી તેની અતિશળ છિદ્રાળું બનાવી દેવાય છે અને તેમ છતાં તે ખુબ વિશાળ સપાટી વિસ્તાર ઘરાવે છે, જેનો ઉપયોગ શોષણ કે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા માટે થાય છે.[૧]

સક્રિયકૃત શબ્દને કેટલીક વાર સક્રિય શબ્દની સાથે બદલવામાં આવે છે. તેની ઊંચી માત્રાની સૂક્ષ્મ છિદ્રોળુંતાના કારણે, 1 ગ્રામ જેટલો સક્રિય કાર્બનનો સપાટી વિસ્તાર વિસ્તરીને 500 m2(જે એક ફૂટબોલના મેદાનની દસમાં ભાગની જગ્યાને બરાબર છે) જેટલો થઇ જાય છે, જે લાક્ષણિક રીતે નાઇટ્રોજન ગેસના શોષણને કારણે નિશ્ચિત થાય છે ઊંચા સપાટી વિસ્તારમાંથી ઉપયોગી ઉપયુક્ત પ્રયોગો માટે પર્યાપ્ત સક્રિયતા કદાચ અબાધિત થઇ શકે, જોકે આગળની રાસાયણિક પદ્ધતિને મોટે ભાગે પદાર્થની શોષવાની સક્રિય કાર્બન મોટેભાગે કોલસામાંથી મેળવવામાં આવે છે.

ઉત્પાદન[ફેરફાર કરો]

સક્રિય કાર્બન કાર્બનના ઉત્પાદનો જેવા કે નટશેલ, પીટ, લાકડા, કાથીના દોરડા, લિગ્નાઇટ, કોલસા અને પેટ્રોલિયમ પીચ અને ડામર જેવા કારબોનકેયસ સ્ત્રોતમાંથી મળે છે. તે નીચે દર્શાવેલી કોઇ પણ એક પ્રક્રિયા દ્વારા મેળવી શકાય છે:

  1. ફિઝિકલ રીએક્ટીવેશન (ભૌતિક રીતે પુન:ફરીથી પ્રેરણ કરીને): ગેસનો ઉપયોગ કરીને પહેલાથી સક્રિય કાર્બન વિકસાવવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે નીચે માંથી કોઇ એક કે બંન્નેને જોડીને કરવામાં આવે છે:
    • કાર્બનીકરણ : કાર્બન ઘરાવતા પદાર્થને 600–900 °Cની શ્રેણીના તાપમાને, હવાની ગેરહાજરીમાં (મોટેભાગે ઓરગોન કે નાઇટ્રોજન જેવા વાયુઓના મંદ વાતાવરણમાં) પાયરોલિઝડ કરવામાં આવે છે.
    • સક્રિયકરણ/ઓક્સીડેશન : કાચા પદાર્થ કે કાર્બનયુક્ત પદાર્થને ઓક્સીડાઇઝવાળા વાતાવરણમાં (કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, ઓક્સિજન, કે વરાળ) 250 °Cથી ઊંચા તાપમાને, લગભગ 600–1200 °Cના તાપમાન શ્રેણીમાં ખુલ્લું પાડવામાં આવે છે.
  2. રાસાયણિક સક્રિયકરણ : કાર્બનીકરણથી ઉપરના કાચા પદાર્થને કેટલાક રસાયણો સાથે તરબોળ કરવામાં આવે છે. આ રસાયણો ખાસ કરીને સખત આધારવાળો, એક એસિડ કે એક મીઠું (ફોસફેટ એસિડ, પોટેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ, સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ, ઝીંક ક્લોરાઇડ, ક્રમશ:) હોય છે. ત્યારબાદ, આ કાચા પદાર્થને ઓછા તાપમાને તેનું (450–900 °C) કાર્બનીકરણ કરવામાં આવે છે. તેવું માનવામાં આવે છે કે કાર્બનીકરણ / સક્રિયકરણની ચરણબદ્ધ પ્રક્રિયા રાસાયણિક સક્રિયતાની સાથે એક સાથે કરવામાં આવે છે. રસાયણિક સક્રિયકરણને ભૌતિક સક્રિયકરણ કરતા તેના ઓછા તાપમાન અને પદાર્થના સક્રિયકરણ માટે ઓછા સમય લગાડવાના કારણે વધુ પસંદ કરવામાં આવે છે.

વર્ગીકરણો[ફેરફાર કરો]

સક્રિય કાર્બન જટિલ ઉત્પાદનો છે, જેને તેના વર્તન, સપાટીની લાક્ષણિકતાઓ અને બનાવવાની પદ્ધતિના આધારે વર્ગીકૃત કરવું મુશ્કેલ છે. જોકે, તેના ભૌતિક લક્ષણોના આઘારે સામાન્ય ધારણા માટે કેટલાક વ્યાપક વર્ગીકરણ બનાવવામાં આવ્યા છે.

પાવડર સક્રિય કાર્બન (પીએસી (PAC))[ફેરફાર કરો]

માઇક્રોસ્કોપના પ્રકાશ હેઠળ પ્રકાશિત થયેલા સક્રિય કોલસાનો એક માઇક્રોગ્રાફતૂટેલા જેવા દેખાતા ભાગના રજકણોને જુઓ જે તેઓના પ્રચંડ સપાટી વિસ્તારને સૂચવે છે. આ છબીમાં દેખાતા તમામ કણો, 0.1 mm જેટલીજ પહોયાઇ ઘરાવતા હોવા છતાં, તેમનો સપાટી વિસ્તાર કેટલાક સ્કેવર મીટરો જેટલો છે.સક્રિય કાર્બનની આ છબી પાણીમાં 6.236 6.236 પીક્સલ્સ/μm (યુએમ), આ સમગ્ર છબી લગભગ 1.1 થી 0.7 mm જેટલો વિસ્તાર આંતરે છે.

પરંપરાગતરીતે, સક્રિય કાર્બન ચોક્કસ આકારમાંથી બને છે, પાવડર કે સૂક્ષ્મ કણો તરીકે તે 1.0 mmના કદ ઘરાવે છે તથા તેની સરેરાશ પહોળાઇ .15 અને .25 mmની વચ્ચે હોય છે.[૨] તેમ છતાં, એક નાના ફેલાયેલા અંતરમાં તેઓ એક વિશાળ સપાટીના જથ્થાના પ્રમાણ સાથે દેખાય છે. પીએસી (PAC) કાર્બનના રજકણોને છૂંદીને કે સૂક્ષ્મ કણીઓમાંથી બનેલા છે, તેમાંથી 95–100% કણો એક વિશિષ્ટ જાળીદાર ચાળણી કે ચાળણીમાંથી પસાર થઇ શકે છે. એક 50 વાળી જાળીદાર ચાળણી (0.297 mm) માંથી દાણાદાર સક્રિય કાર્બનો રોકાઇ જાય છે અને પીએસી (PAC) પદાર્થ સૂક્ષ્મ પદાર્થો તરીકે રહી જાય છે, જ્યારે એએસટીએમ (ASTM) વર્ગીકૃત સૂક્ષ્મ કણો એક 80વાળી જાણીદાર ચાળણી (0.177 mm) અનુરૂપ માપ મેળવે છે અને તેનાથી નાના કણોને પીએસી (PAC) તરીકે ગણવામાં આવે છે. પીએસી (PAC)માં રહેલા ઊંચા હેડ લોસના કારણે સામાન્ય રીતે નાજુક વાસણોમાં તેનો ઉપયોગ નથી થતો. મોટેભાગે પીએસી (PAC)ને અન્ય પ્રક્રિયાના એકમોમાં સીધો જ ઉમેરવામાં આવે છે, જેમ કે કાચા પાણીને ભરવામાં, ઝડપથી બેસિનમાં મિશ્રિત કરવા, નિર્મળકો તરીકે, અને ગુરુત્વાકર્ણ ગાળણોમાં.

દાણાદાર સક્રિય કાર્બન (જીએસી (GAC))[ફેરફાર કરો]

દાણાદાર સક્રિય કાર્બન, પાવડર સક્રિય કાર્બનના રજકણના કદની સરખામણીમાં મોટા હોય છે, જે એક નાની બાહ્ય સપાટીને દર્શાવે છે. શોષકોનો આ વિસ્તરીત વિસ્તાર એક મહત્વનો ભાગ હોય છે. આ કાર્બનોને તમામ વાયુ અને બાષ્પના શોષકો માટે વધુ પસંદ કરવામાં આવે છે કારણકે તેના વિસરણની શ્રેણી ખુબ જ ઝડપ હોય છે. પાણીની પદ્ધતિ, ડિયોડોરાઝેશન અને વહેતી રચનામાંથી ઘટકોને અલગ કરવા માટે દાણાદાર કાર્બનનો ઉપયોગ થાય છે. જીએસી (GAC) બહિષ્કૃત કે દાણાદાર પ્રકારે હોઇ શકે છે. જીએસી (GAC)ના પ્રવાહી તબક્કાના પ્રયોગો માટે 8×20, 20×40, કે 8×3૦ જેવા માપ દ્વારા વર્ણવામાં આવે છે અને બાષ્પ તબક્કાના પ્રયોગો માટે 4×6, 4×8 કે 4×10 આ મુજબ વર્ણવામાં આવે છે. એક 20×40નો કાર્બનના બનેલા રજકણો એક યુ.એસ (U.S.) માનક ચાળણીના માપ નંબર 20 ચાળણીમાંથી (0.84 mm) (મોટેભાગે લાક્ષણિક રીતે 85 ટકા પસાર થઇ જાય છે) પસાર થઇ જાય છે પણ યુ.એસ.(U.S.) માનક જાળીદાર માપ નંબર.40 (0.42 mm) ચાળણીમાંથી પસાર નથી થતી. (સામાન્ય રીતે લાક્ષણિક તેવા 95% ટકા તરીકે બાકી રહી જાય છે). ઓછામાં ઓછા જીએસી (GAC)ના કદ માટે એડબલ્યુડબલ્યુએ (AWWA) (1992) બી (B) 604નો ઉપયોગ 5૦- જાળીદાર ચાળણી તરીકે થાય છે. સૌથી જાણીતા જલીય તબક્કાના કાર્બન 12×40 અને 8×30 કદોનો છે કારણે તેમની પાસે સપ્રમાણ કદ, સપાટી વિસ્તાર અને હેડ લોસ લક્ષણો છે.

બહિષ્કૃત સક્રિય કાર્બન (ઇએસી (EAC))[ફેરફાર કરો]

બહિષ્કૃત સક્રિય કાર્બનમાં પાવડર સક્રિય કાર્બનની સાથે એક બાઇન્ડરને જોડવામાં આવે છે, જે તેને એકીકૃત કરે છે અને એક નળાકાર આકારના સક્રિય કાર્બનના બ્લોકમાં 0.8 થી 130 એમએમ (mm)ના વ્યાસમાં બહિષ્કૃત કરે છે. વાયુ તબક્કાના પ્રયોગો માટે તેનો મોટાપાયે ઉપયોગ થાય છે કારણ કે તેઓ ઓછા દબાણવાળા ટીપાની સાથે ઊંચી યાંત્રિક ક્ષમતા અને ઓછી ધૂળના ઘટકોના ઘરાવે છે.

ફળદ્રુપ કાર્બન[ફેરફાર કરો]

છિદ્રોવાળા કાર્બન કેટલીક પ્રકારના અકાર્બનિક ફળદ્રુપ કાર્બન જેવા કે ઓયોડીન, ચાંદી, Al, Mn, Zn, Fe, Li, Ca જેવા કટિયન ધરાવે છે, તથા તેને હવાના પ્રદૂષણની ખાસ અરજીઓને નિયંત્રિક કરવા ખાસ કરીને સંગ્રહાલયો અને ગેલરીઓ માટે તૈયાર પણ કરવામાં આવે છે. ચાંદીથી ભરેલા સક્રિય કાર્બનમાં પ્રતિમાઇક્રોબિયલ/જંતુનાશક ગુણો હોવાને કારણે તેનો ઉપયોગ એક સૂકવી દેનાર પદાર્થ તરીકે ઘરેલૂ પાણીની સફાઇ માટે થાય છે. આ પીવા લાયક પાણી કદાચ પ્રાકૃતિક પાણીમાંથી પ્રક્રિયા કરેલા પ્રાકૃતિક પાણી સાથે એક સક્રિય કાર્બન અને Al(OH)3, એક ફ્લોક્યુએટ એજન્ટના મિશ્રણને મેળવીને બનાવવામાં આવ્યું હોય તેવું બની શકે. ફળદ્રુપ કાર્બનોનો ઉપયોગ H2S અને થીઓલને શોષવા માટે પણ થાય છે. વજન દ્વારા નોંધ્યા પ્રમાણે H2S તરીકે વજનની રીતે શોષવાનો દર 50% જેટલો ઊંચા હોય છે.

પોલિમરવાળો કાર્બન[ફેરફાર કરો]

આ પ્રક્રિયાથી છિદ્રોવાળા કાર્બનને જૈવસુસંગત પોલિમરનું આવરણ લગાવી શકાય છે, જે છિદ્રોને પૂર્યા વગર તેને સુંવાળું અને પ્રસરી શકે તેવો બનાવે છે. હેમોપર્ફ્યુશન માટે પણ આ પરિણામવાળા કાર્બનનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. હેમોપફ્યુશન નામની આ પ્રક્રિયા પદ્ધતિમાં દર્દીના લોહીની મોટા માત્રાને શોષક ઘટકોમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે જેથી લોહીમાંથી ઝેરી ઘટકો દૂર થાય.

અન્ય[ફેરફાર કરો]

કપડા અને ફાઇબરો જેવા પ્રકારોમાં ખાસ પ્રકારે સક્રિય કાર્બન ઉપલબ્ધ હોય છે. લશ્કરમાં વ્યક્તિગત બચાવ માટે આવા "કાર્બન કપડા"નો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

ગુણો[ફેરફાર કરો]

એક ગ્રામ સક્રિય કાર્બનનો સપાટી વિસ્તાર વધુમાં વધુ 500 m2 હોઇ શકે છે, અને તેને 1500 m2 સુધી સહેલાઇથી પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.[૩] કાર્બન એરજેલ, જે ઘણાજ મોંધા હોય છે, તેનો સપાટી વિસ્તાર વધુ હોય છે અને ખાસ પ્રયોગો માટે જ તેનો ઉપયોગ થાય છે.

ચિત્ર:Activated-carbon.jpg
એક ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપથી દેખાતો સક્રિય કાર્બન

વીજાણુ સૂક્ષ્મદર્શકની હેઠળ જોતા, સક્રિય કાર્બનની ઊંચા સપાટી વિસ્તારવાળી રચનાઓની રીતે જોવા મળે છે. વ્યક્તિગત રજકણો વધુ પડતા જટિલ હોય છે અને તેઓ વિવિધ પ્રકારની છિદ્રોળુંતા બતાવે છે, તેવા પણ કેટલાક વિસ્તાર હોઇ શકે જ્યાં સપાટ સપાટીનું ગ્રેફાઇડ જેવા પદાર્થો એકબીજાથી સમાન દરે ચાલતા હોય અને થોડાક જ નાનોમીટરો દ્વારા તે અલગ પડી શકતા હોય કે તેવી જ રીતે. આ સૂક્ષ્મ છિદ્રો શોષવા માટે અતિશય અનુકૂળ પરિસ્થિતિ ઉપલબ્ધ કરાવે છે, કારણકે શોષતા પદાર્થો અનેક સપાટીઓ જોડે એક સાથે અનેક જોડે ક્રિયા પ્રક્રિયા કરી શકે છે. મોટેભાગે શોષણની રીતભાતનું પરીક્ષણ ઊંચા વેક્યૂમ હેઠળ 77 K પર નાઇટ્રોજન વાયુની સાથે કરવામાં આવે છે, પણ રોજિંદી અવધિમાં સક્રિય કાર્બન તેના વાતાવરણ, પ્રવાહી પાણીમાંથી 100 °Cની વરાળ સ્વરૂપે અને વાતાવરણના 1/10,000 ના દબાણમાંથી શોષણ દ્વારા અનુરૂપ ઉત્પાદન મેળવવામાં સક્ષમ છે.

ભૌતિક રીતે, સક્રિય કાર્બન વાન ડેર વાલ્સ બળ કે લંડન ડિસપ્રેસન બળ દ્વારા મેળવેલા પદાર્થો છે.

સક્રિય કાર્બનને કેટલાક રસાયણિક દ્રવ્યો સાથે જોડી શકાતો નથી, જેમાં દારૂ, ગ્લાયકોલ, તીવ્ર એસિડ અને આઘારો, ધાતુઓ અને તમામ અકાર્બનિક, જેવા કે લીથીયમ, સોડિયમ, લોહ, સીસું, અર્સેનિક, ફ્લુઓરીન, અને બોરિક એસિડનો સમાવેશ થાય છે.

સક્રિય કાર્બન આયોડીનને સારી રીતે શોષી લે છે અને આયોડિન આંકડા, એમજી-જી (mg/g) (એએસટીએમ ડી28 (ASTM D28) માનક પદ્ધતિ તપાસ)નો ઉપયોગ એક તમામ સપાટી વિસ્તારને બતાવનાર તરીકે કરવામાં આવે છે.

સમગ્ર જાળમાં ફરીથી દાવો કરવો પ્રતિકૂળ છે (સંદર્ભ આપો), સક્રિય કાર્બન વાયુરૂપી એમોનિયાને પકડી શકે છે. અનેક ડાયાઝો કોપિયર મશીનોમાં આ કાર્ય માટે તેનો ઉપયોગ થાય છે.

સક્રિય કાર્બન કેટલાક અકાર્બનિક માટે શોષવાની ક્ષમતા વધારવા માટે વિવિઘ રાસાયણિક પ્રયોગોમાં એક સબસ્ટ્રેટ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે (અને સમસ્યા ઊભા કરતા કાર્બનમાં પણ) આવા ઘટકોમાં હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ (H2S), એમોનિયા (NH3), ફોર્મલ્ડેહાઇડ (HCOH), રેડિઓસોટોપ્સ આયોડિન-131(131I) અને પારો (Hg)નો સમાવેશ થાય છે. આ ગુણોને કેમીસોર્પશન તરીકે ઓળખાય છે.

આયોડિન આંકડા

અનેક કાર્બન અધિક પ્રમાણમાં નાના પરમાણુઓને શોષી લે છે. લાક્ષણિક રીતે સક્રિય કાર્બનના સિદ્ધાંતને માપવા માટે આયોડિન આંકડાઓ શ્રેષ્ઠ આધારભૂતો છે. તે તેના સક્રિય સ્તરને માપે છે (ઊંચા આંકડો ઊંચી દરની સક્રિયતાને બતાવે છે) જેને મોટેભાગે mg/g (એમજી-જી)માં નોંધવામાં આવે છે (દાખલા તરીકે 500–1200 mg/g શ્રેણી). સોલ્યુશનમાંથી આયોડિનના શોષણ દ્વારા સક્રિય કાર્બન (૦ થી 20 Å, કે 2 nm (એનએમ) સુધી) ઘરાવતા માઇક્રોપોરનું તે એક માપ છે. તે સપાટી વિસ્તારના સમાન જથ્થા 900 m²/g અને 1100 m²/g વચ્ચે છે. પ્રવાહી તબક્કાના પ્રયોગો માટે આ માનક માપદંડ છે.

આયોડિન આંકડાને એક ગ્રામ કાર્બન દ્વારા શોષાયેલા ઓયોડિનના મિલિગ્રામ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે, જ્યારે આયોડિન એકાગ્રતામાં બાકી રહેલી ગળેલા પ્રવાહી સામાન્ય રીતે 0.02 હોય છે ત્યારે. મૂળભૂતરીતે, આયોડિન આંકડા છિદ્રોમાં આયોડિન શોષવાનું માપ છે અને, તે સક્રિય કાર્બનના હિતમાં ઉપલબ્ધ છિદ્રોના જથ્થાને દર્શાવે છે. ખાસ કરીને, પાણીની પ્રક્રિયાના કાર્બનો 600 થી 1100ની શ્રેણીના આયોડિન આંકડાઓ ધરાવે છે. વારંવાર, આ પેરામીટરનો ઉપયોગમાં લેવાયેલા કાર્બનના શૂન્યકરણની શ્રેણીને નક્કી કરવામાં ઉપયોગી થાય છે. જોકે, એડશોર્બેટ સાથે રાસાયણિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી વખતે સાવધાની રાખવી જરૂરી છે કારણકે તેનાથી આયોડિનની ગ્રહણ શક્તિને અસર થઇ શકે છે જે ખોટા પરિણામો આપે છે. શોષિતો સાથેની રાસાયણિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાંથી જો તે મુક્ત થાય તો આ કાર્બનની પથારીને શૂન્યીકરણના દરને માપનારા આયોડિન આંકડાઓ તરીકે ઉલ્લેખી શકાય છે અને આ શૂન્યીકરણની હદ ખાસ પ્રયોગો માટે નિર્ણાયક કારણ બનતી હોય છે.

કાકવી

કેટલાક કાર્બન વિશાળ પરમાણુને શોષવામાં નિષ્ણાત હોય છે. દ્રાવણમાંથી કાકવીના શોષણ દ્વારા કાકવી આંકડા કે કાકવીની કાર્યક્ષમતા મેસોપોર ઘરાવતા સક્રિય કાર્બનનું એક માપ મળે છે (20 Åથી વધુ, કે 2 nm કરતા વધુ). ઊંચા કાકવી આંકડાઓ મોટા પરમાણુઓનું એક ઊંચું શોષણ બતાવે છે (દર 95–600). કારમેલ ડીપી (ડીકોલોરાજીંગ પર્ફોમન્સ) કાકવી આંકડાથી સમાન છે. કાકવીની કાર્યક્ષમતાની નોંધ ટકામાં (દર 40%–185%) અને સમાતંર કાકવીની નોંધ નંબરોમાં (600 = 185%, 425 = 85%) થાય છે. યુરોપીયન કાકવી આંકડા (શ્રેણી 525–110) ઉત્તર અમેરિકન કાકવી આંકડાથી ઉલટા ક્રમે વર્ણવામાં આવે છે.

કાકવી આંકડા એક રંગ નીકાળવાની પ્રક્રિયાના માનક કાકવી દ્રાવણના તબક્કાને માપે છે જે તેને માનક સક્રિય કાર્બનની આગળ પાતળું અને માનક બનાવે છે. રંગોના શરીરના કદના કારણે, વિશાળ શોષણ જાતિઓ માટે પરમાણુ, કાકવી આંકડા સમર્થ છિદ્રના જથ્થાની ઉપલબ્ધતાને દર્શાવે છે ચોક્કસ પ્રકારના ગંદા પાણીના પ્રયોગમાં શોષણ માટે તમામ છિદ્રોનો જથ્થો ઉપલબ્ધ ના હોય તેવું પણ બની શકે છે, અને કેટલાક શોષકો નાના છિદ્રોમાં કદાચ દાખલ પણ થઇ જાય. જે ખાસ પ્રયોગો માટે ચોક્કસ સક્રિય કાર્બનનું યોગ્ય માપ માટે અયોગ્ય છે. તેમની શોષણની શ્રેણી માટે સક્રિય કાર્બનોની એક શ્રેણીનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે આ માપદંડો ઉપયોગી વારંવાર થાય છે. શોષણ માટે સમાન છિદ્રોના જથ્થા સાથે બે સક્રિય કાર્બનને લેવામાં આવે તો, એક જેમાં મોટા પરિપૂરક છિદ્રો છે તે સામાન્ય રીતે ઊંચો કાકવી આંકડો આપશે જેના કારણે શોષણના વિસ્તારમાં વધુ યોગ્ય રીતે શોષકો પરિવર્તન પામે છે.

ટેનીન

ટેનીન એક વિશાળ અને મધ્ય કદના પરમાણુઓનું મિશ્રણ છે. સૂક્ષ્મ છિદ્રો અને મેસોપોરના એક જોડાણ સાથે કાર્બન ટેનીનોને શોષે છે.

એક કાર્બનમાં ટેનીનને શોષવાની કેટલી ક્ષમતા હોય શકે છે તેને તેના પ્રતિ મિલિયન એકાગ્રતાના ભાગોમાં નોંધવામાં આવે છે (શ્રેણી 200 ppm–362 ppm).

મેથલિન બ્લુ

કેટલાક કાર્બનમાં એક મેસોપોરનું (20 Å થી 50 Å, કે 2 થી 5 nm) માળખું હોય છે જે મેથલિન બ્લુ જેવા રંગદ્રવ્યોના મધ્યમ કદના પરમાણુને શોષી શકે છે. મેથલિન બ્લુના આ શોષણને g/100g (શ્રેણી 11–28 g/100g)માં નોંધાય છે.

ડેકલોરીનેશન

ડેકલોરીનેશનના આધાર પર આકરણી કરતા કેટલાક કાર્બન અડધી કિંમતની લંબાઇ ધરાવે છે, જે ક્લોરીન દૂર કરવાની સક્રિય કાર્બનની ક્ષમતાના માપદંડને દર્શાવે છે. 5 ppm થી 3.5 ppmના વહેતા પાણીમાંથી ક્લોરીનનું સ્તર ઘટાડવા માટે કાર્બનની ઊંડાઇ ડેક્લોરીનેશનના અડધા મૂલ્યની લંબાઇ જેટલી હોવી જોઇએ. ઊંચા પ્રદર્શન તેની એક ઓછા અડધી કિંમતની લંબાઇ દર્શાવે છે.

સ્પષ્ટ ઘનતા

ઊંચી ઘનતા વિશાળ જથ્થાની સક્રિયતા ઉપલબ્ધ કરાવે છે અને સામાન્ય રીતે સારી ગુણવત્તાવાળો સક્રિય કાર્બનનું સૂચન કરે છે.

સખતાઇ/ઘસરકાના આંકડા

સક્રિય કાર્બનના ઘસારાની પ્રતિકારકતાનું તે એક માપ છે.

તે સક્રિય કાર્બનનું મહત્વ સૂચવે છે જેથી ભૌતિક સંપૂર્ણતાને જાણવી રાખાય અને બેકવોશિંગ દ્વારા આરોપિત સંઘર્ષને લગતા બળો સામે ટક્કર જીલાય. અહીં સક્રિય કાર્બનની સખતાઇમાં મોટો ભેદ છે, જે તેના કાચા પદાર્થ અને સક્રિયતા સ્તર પર આધાર રાખે છે.

રાખ ઘટક

સક્રિય કાર્બનની સંપૂર્ણ સક્રિયતાને તે ઓછી કરે છે. તે તેની ફરીથી સક્રિય થવાની ક્ષમતાને ઓછી કરે છે. ડાધા પાડનાર સક્રિય કાર્બનને સાફ કરવા માટે ઘાતુના ઓક્સાઇડ (Fe2O3) પ્રવાહીમાં નાખવામાં આવે છે. એસિડ/જળ દ્રાવ્ય રાખ ઘટક કુલ રાખ ઘટક કરતા વધુ નોંધપાત્ર છે. દ્રાવ્ય રાખ ઘટક માછલીઘરકાર માટે ઘણું મહત્ત્વનું છે કારણકે ફેરિક ઓક્સાઇડ પ્રોત્સાહન આપી શકે છે. વધારાના છોડ/શેવાળની વૃદ્ધિને ઝેરી કરતી ભારે ધાતુને અટકાવવા નીચી દ્રાવ્ય શેવાળની વૃદ્ધિને રાખવાળા ઘટક સાથેના કાર્બનનો દરીયાઇ, તાજા પાણીની માછલી અને રીફ ટેન્ક માટે ઉપયોગ કરવો જોઇએ.

કાર્બન ટેટ્રાક્લોરાઇડ સક્રિયતા

સાંદ્ર કાર્બન ટેટ્રાક્લોરાઇડ બાષ્પના શોષણ દ્વારા સક્રિય કાર્બનની છિદ્રાળુતાનું માપન.

કણ કદ વિતરણ

સક્રિયકૃત કાર્બનના કણનું કદ જેટલું ઝીણું તેટલી સપાટી વિસ્તારની પ્રાપ્યતા વધુ અને તેટલો વધુ ઝડપી શોષણ ગતિકીનો દર. બાષ્પ તબક્કા પ્રણાલીમાં દબાણમાં ઘટાડા સામે તેને ધ્યાનમાં લેવું જોઇએ જે ઊર્જા ખર્ચને અસર કરશે. કણ કદ વિતરણની સંભાળપૂર્વક ગણતરી નોંધપાત્ર સંચાલકીય લાભ પૂરા પાડી શકે છે.

શોષણના ઉદાહરણો[ફેરફાર કરો]

વિષમાંગ ઉદ્દીપન[ફેરફાર કરો]

તે ઉદ્યોગમાં જોવા મળતું રાસાયણિક શોષણનું સૌથી સામાન્ય સ્વરૂપ છે. જ્યારે ઘન ઉદ્દીપક વાયુ ફીડસ્ટોક, પ્રક્રિયકો સાથે પ્રક્રિયા કરે છે ત્યારે વિષમાંગ ઉદ્દીપન સર્જાય છે. ઉદ્દીપક સપાટી પર પ્રક્રિયકનું શોષણ પ્રક્રિયક અણુની ફરતે ઇલેક્ટ્રોન ઘનતામાં ફેરફાર કરીને રાસાયણિક બંધ રચે છે અને તેને તે પ્રક્રિયા કરવાની છૂટ આપે છે જે સામાન્ય રીતે તેને ઉપલબ્ધ હોતી નથી.

શોષણ પ્રશીતન[ફેરફાર કરો]

શોષણ પ્રશીતન અને ઉષ્મા પંપ ચક્ર નીચા દબાણે શોષકમાં પ્રશીતક વાયુના શોષણ અને ત્યારબાદ ઉષ્મા દ્વારા અપશોષણ પર આધાર રાખે છે. શોષક “રાસાયણિક કમ્પ્રેસર” તરીકે વર્તે છે અને તેનું ચાલન ઉષ્મા દ્વારા થાય છે આમ આ દ્રષ્ટિકોણથી તે પ્રણાલીનો “પંપ” છે. તે સૌર સંગ્રાહક, એક કન્ડેન્સર અથવા ઉષ્મા-વિનિમયકાર અને પ્રશીતક બોક્સમાં આવેલું બાષ્પીભવક ધરાવે છે. સંગ્રાહકની અંદરની બાજુમાં હારબદ્ધ શોષણ પટ્ટાઓ આવેલા હોય છે જે મિથેનોલમાં શોષિત સક્રિય કાર્બનથી ભરેલા હોય છે. પ્રશીતક બોક્સને પાણીથી ભરીને ઉષ્મારોધિત બનાવવામાં આવે છે. સક્રિય કાર્બન માફકસરના તાપમાને મિથેનોલ બાષ્પનું મોટી માત્રમાં શોષણ કરી શકે છે અને ઊંચા તાપમાને (લગભગ 100 ડીગ્રી સેલ્સિયસ) તેનું અપશોષણ કરે છે. દિવસના સમય દરમિયાન સૂર્યપ્રકાશ સંગ્રાહકને પ્રજ્વલિત કરે છે માટે સંગ્રાહક ગરમ થાય છે અને સક્રિય કાર્બનમાંથી મિથેનોલનું અપશોષણ થાય છે. અપશોષણમાં કોલસામાં અધિશોષિત થયેલો પ્રવાહી મિથેનોલ ગરમ થાય છે અને તેનું બાષ્પીભવન થાય છે. મિથેલોન બાષ્પનું સંઘનન થાય છે અને બાષ્પીભવકમાં સંગ્રહ થાય છે.

રાતે સંગ્રાહક તાપમાન ઘટીને માફકસરનું થાય છે અને ચારકોલ બાષ્પીભવક માંથી મિથેનોલનું શોષણ કરે છે. બાષ્પીભવકમાં પ્રવાહી મિથેનોલ બાષ્પીભવન પામે છે અને ટ્રેમાં રહેલા પાણીમાંથી ઉષ્માનું શોષણ કરે છે. શોષણ ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા હોવાથી સંગ્રાહકે રાતે ઠંડું પડવું જ પડે છે. ઉપર દર્શાવ્યા મુજબ, શોષણ પ્રશીતન પ્રણાલી પ્રશીતન અસર ઉભી કરવા માટે છુટીછવાઇ રીતે કામ કરે છે.

ઉષ્મીય ચક્રીય સક્રિય કાર્બન ‘શોષણ પંપ’ દ્વારા પણ હિલીયમ વાયુને 4 કેલ્વિન અને તેનાથી ઉંચા તાપમાને પંપ કરી શકાય છે. આનું ઉદહારણ ઓક્સફોર્ડ ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ્સ એટીએસ (AST) શ્રેણી મંદન પ્રશીતક માટે ઠારણ ઊર્જા પૂરી પાડવાનું છે. પ્રવાહી 4He અને તેના સમસ્થાનિક 3Heના મિશ્રણની મંદ કલાની સપાટીમાંથી 3He બાષ્પ પંપ કરાય છે. નીચા તાપમાને (લાક્ષણિક રીતે <4K) 3Heનું કાર્બનની સપાટી પર શોષણ થાય છે, 20 અને 40kની વચ્ચે પંપનું પુનઉત્પાદન 3Heને પ્રવાહી મિશ્રણની સાંદ્ર તબક્કામાં પાછું મોકલે છે. બે પ્રવાહી તબક્કાના આંતરાપૃષ્ઠ વચ્ચે ઠારણ થાય છે કારણકે 3He કલા સરહદ પર બાષ્પીભવન પામે છે. જો પ્રણાલીમાં એક કરતા વધુ પંપ હાજર હોય તો વાયુનો સતત પ્રવાહ હશે અને માટે એક શોષણ પંપના પુનઃજનન અને બીજાના પંપીંગ દ્વારા સતત ઠારણ ઉર્જા મેળવી શકાય છે. આના જેવી પ્રણાલીથી બહુ ઓછા ચલન ભાગ સાથે 10 mK (0.01 કેલ્વિન) જેટલું નીચું તાપમાન મેળવી શકાય છે.

ઉપયોગો[ફેરફાર કરો]

વાયુ શુદ્ધિકરણ, સોનાનું શુદ્ધિકરણ, ધાતુ નિષ્કર્ષણ, જળ શુદ્ધિકરણ, તબીબી, સુએજ ટ્રીટમેન્ટ, ગેસ માસ્ક અને ફિલ્ટર માસ્કમાં હવા ગાળક, સંકોચિત હવામાં ગાળક અને અન્ય ઘણા ઉપયોગોમાં સક્રિય કાર્બનનો ઉપયોગ થાય છે.

એક મોટા ઔદ્યોગિક ઉપયોગમાં ધાતુ ફિનીશિંગ ક્ષેત્રમાં સક્રિય કાર્બનનો ઉપયોગ સામેલ છે. ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ દ્રાવણના શુદ્ધિકરણ માટે તેનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. દાખલા તરીકે, ચળકતા નિકલ પ્લેટિંગ દ્રાવણોમાંથી કાર્બનિક અશુદ્ધિઓ દૂર કરવા માટેની તે મુખ્ય શુદ્ધિકરણ તકનીક છે. પ્લેટિંગ દ્રાવણની નિક્ષેપન ગુણવત્તા સુધારવા અને ચળકાટ, મૃદુતા, તનનીયતા વગેરે જેવા ગુણધર્મો વધારવા માટે પ્લેટિંગ દ્રાવણોમાં વિવિધ પ્રકારના કાર્બનિક રસાયણો ઉમેરવામાં આવે છે. સીધા પ્રવાહના માર્ગ અને ધનધ્રુવીય ઓક્સિડેશન અને ઋણધ્રુવીય રિડક્શનની વિદ્યુતવિભાજીય પ્રક્રિયાને કારણે કાર્બનિક યોજકો દ્રાવણમાં બિનજરૂરી ભંગાણ નીપજો પેદા કરે છે. તેની વધુ પડતી નીપજ પ્લેટિંગની ગુણત્તા અને નિક્ષેપન પામેલી ધાતુના ગુણધર્મો પર ખરાબ અસર પાડી શકે છે. સક્રિય કાર્બનની સારવાર આવી અશુદ્ધિઓ દૂર કરે છે અને પ્લેટિંગ કામગીરીને ઇચ્છિત સ્તરે સ્થાપિત કરે છે.

વૈશ્લેષિક રસાયણશાસ્ત્ર ઉપયોગો[ફેરફાર કરો]

સેલાઇટના 50% w/w મિશ્રણમાં કાર્બોદિતો (મોન-ડાઇ- ટ્રાઇ સેકરેડ્સ)ના નીચા દબાણવાળા ક્રોમેટોગ્રાફિક અલગીકરણમાં સક્રિય કાર્બનનો સ્થિર તબક્કા તરીકે ઉપયોગ થાય છે. વૈશ્લેષિક અથવા પ્રિપરેટિવ પ્રોટોકોલમાં ઇથેલનોલ દ્રાવણ (5–50%)નો ગતીશીલ તબક્કા તરીકે ઉપયોગ થાય છે.

પર્યાવરણીય ઉપયોગો[ફેરફાર કરો]

સક્રિય કાર્બનનો ઉપયોગ મોટેભાગે પાણીને ગાળવાની પ્રણાલીઓમાં થાય છે.આ છબીમાં, સક્રિય કાર્બન ચોથા સ્તર પર છે (નીચેથી ગણતરી કરો તો).

હવા અથવા પાણીના પ્રવાહમાંથી પ્રદૂષકો દૂર કરવામાં કાર્બન શોષણના અનેક ઉપયોગો છે. તેનો ફીલ્ડ અને ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયામાં નીચે મુજબ ઉપયોગ થાય છે:

  • સ્પિલની સફાઇ
  • ભૂગર્ભજળ ઇલાજ
  • પીવાના પાણીનું ગાળણ
  • હવા શુદ્ધિકરણ
  • રંગક, ડ્રાય ક્લીંનીંગ, ગેસોલિન વિતરણ કામગીરી અને અન્ય પ્રક્રિયાઓમાં તરલ કાર્બનિક સંયોજનો ઝડપવા

2007માં વેલ્ટ ફ્લાન્ડર્સ યુનિવર્સિટી (બેલ્જિયમમાં)એ તહેવારો બાદ પાણીના શુદ્ધિકરણ પર સંશોધન શરૂ કર્યું હતું. [૪] 2008માં ડ્રેનોટર મ્યુઝિક ફેસ્ટિવલ ખાતે પૂર્ણ કક્ષાની સક્રિય કાર્બન ગોઠવણ ઉભી કરાઇ હતી(સંદર્ભ આપો). આગામી 20 વર્ષ માટે આ તહેવાર ખાતે પાણીના શુદ્ધિકરણ માટે આ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરવાના આયોજન સાથે આ ગોઠવણ ઉભી કરાઇ હતી(સંદર્ભ આપો).

હવામાં રેડોનની સાંદ્રતા માપવા માટે પણ સક્રિય ચારકોલનો ઉપયોગ થાય છે.

તબીબી ઉપયોગો[ફેરફાર કરો]

મોંથી ગળી ગયા બાદ ઝેરની અસર અને વધુ પડતી માત્રાની સારવાર માટે સક્રિય કાર્બનનો ઉપયોગ થાય છે.

તે ઝેરી પદાર્થ સાથે જોડાતો હોવાનું અને તેનું જઠરાંત્રિય માર્ગ દ્વારા શોષણ અટકાવતો હોવાનું માનવામાં આવે છે. ઝેરી અસરના શંકાસ્પદ કિસ્સામાં તબીબી વ્યાવસાયિકો પીડિતને ઘટના સ્થળ પર અથવા હોસ્પિટલના તાત્કાલિક વિભાગ ખાતે સક્રિય ચારકોલ આપે છે. માત્રા સામાન્ય રીતે શરીરના વજનના પ્રતિ કિલોગ્રામ દીઠ 1 ગ્રામ જેટલી પ્રારંભિક હોય છે. (કિશોરો અને પુખ્યવયના લોકોને 50-100 ગ્રામ આપવામાં આવે છે). તે સામાન્ય રીતે એક જ વાર આપવામાં આવે છે પરંતુ લેવાયેલી દવાને અધારે તેને એક કરતા વધુ વખત આપી શકાય છે. ભાગ્યે જ સર્જાયેલી સ્થિતિમાં ઇન્ટેન્સિવ કેરમાં, ઝેરની અસર પામેલા દર્દીના રૂધિર પ્રવાહમાંથી હાનિકારક દવાઓને ગાળીને બહાર કાઢવા માટે સક્રિય ચારકોલનો ઉપયોગ થાય છે. ઝેરની ઘણી અસરની સારવારમાં સક્રિય ચારકોલ પસંદગીની સારવાર બની છે અને ઇપેકાક-ઇન્ડ્યુસ્ડૉ એમેસિસ અથવા સ્ટમક પંપીંગ જેવી ડિકોન્ટામિનેશન પદ્ધતિઓનો હવે ભાગ્યે જ ઉપયોગ થાય છે.

દવાના ઉપયોગ માટે સક્રિય કોલસો.

ઝેરની તીવ્ર અસરની સારવારમાં સક્રિય કાર્બન ઉપયોગી સાબિત થયો છે જ્યારે ઝેરી વનસ્પતિનાશક દવાઓના ઉપયોગ જેવી ક્રિયાઓને કારણે લાંબા સમય સુધી સંચિત થયેલા ઝેરની સારવારમાં તે અસરકારક નથી.[૫]

કાર્યના માળખાઓ:

  • પેટ અને આંતરડાના શોષણને અટકાવવા ઝેરી પદાર્થ સાથે બંધન. બંધન પ્રતિગામી પ્રક્રિયા છે માટે સોર્બિટોલ જેવો કેથાર્ટિક પણ ઉમેરી શકાય છે.
  • તે કેટલીક દવાઓ/ઝેરના આંતરડા તેમજ યકૃતને લગતા વહન અને તેમના પદાર્થોમાં વિક્ષેપ ઉભો કરે છે

ખોટો ઉપયોગ ફુપ્સુસીય ચૂષણમાં પરીણમી શકે જે ઘણીવાર જો તાત્કાલિક તબીબી સારવાર શરૂ ન કરવામાં આવે તો ઘાતક નિવડી શકે છે.[૬] જ્યારે શરીરમાં ગ્રહણ કરેલો પદાર્થ એસિટ, આલ્કલી કે પેટ્રિલીયમ પેદાશ હોય તો સક્રિય ચારકોલનો ઉપયોગ સલાહભર્યો નથી છે.

હોસ્પિટલ પહેલાના (અર્ધ તબીબી) ઉપયોગ માટે તે પાણીમાં પહેલેથી મિશ્ર કરેલા સ્વરૂપમાં પ્લાસ્ટિકની ટ્યૂબ કે બાટલીમાં ઉપલબ્ધ છે. તે સામાન્ય રીતે 12.5 અથવા 25 ગ્રામની હોય છે. તેના વેપારી નામોમાં ઇન્સ્ટાચાર, સુપરચાર, એક્ટિડોઝ, ચાર્કોડોટ અને લિક્વિ-ચારનો સમાવેશ થાય છે. પરંતુ તેને સામાન્ય રીતે સક્રિય ચારકોલ કહેવાય છે

આલ્કોહોલિક પીણાઓના ઉપભોગ પહેલા સક્રિય ચારકોલનું ગ્રહણ રૂધિરમાં ઇથેનોલનું શોષણ ઘટાડતું હોય તેમ જણાય છે. 170 મિલિલિટર શુદ્ધ ઇથેનોલ (જે આલ્કોહોલિક પીણાના 10 સર્વિંગને સમકક્ષ છે) સાથે શરીરના વજનના કિલોગ્રામ દીઠ 5થી 15 મિલિગ્રામ ચારકોલ લેવામાં આવે તો સંભવિત રૂધિર આલ્કોહોલ ઘટક ઘટાડે છે.[૭] જો કે કેટલાક અભ્યાસો દર્શાવે છે કે આ વાત સાચી નથી અને સક્રિય ચારકોલના ઉપયોગને કારણે ઇથેનોલ રૂધિર સાંદ્રતા વધી હતી.[૮]

19મી સદીના પ્રારંભમાં ઇંગ્લેન્ડમાં ફ્લૅટ્યુલન્સ અને પેટની સમસ્યામાં વિષમારણ તરીકે ચારકોલ બિસ્કિટ વેચાતા હતા.[૯]

દેશોમાં અતિસાર, અપચો અને ફ્લૅટ્યુલન્સની સારવાર માટે સક્રિય ચારકોલની ગોળીઓ (ટેબલેટ) અથવા કેપ્સ્યુલ્સને ઓવર-ધ-કાઉન્ટર ડ્રગ તરીકે ઉપયોગ થાય છે.[૧૦] ઇરિટેબલ બોવેલ સિન્ડ્રોમ (આઇબીએસ (IBS))[૧૧]ની સારવામાં તેની અસરકારકતાના અને ઇરિનોટેકન ગ્રહણ કરેલા કેન્સરના દર્દીઓમાં અતિસાર અટકાવવાના કેટલાક પુરાવા છે.[૧૨] તે કેટલીક દવાઓની શોષકતામાં વિક્ષેપ ઉભો કરે છે અને ગૌઇઆક કાર્ડ ટેસ્ટ જેવા તબીબી પરિક્ષણમાં કેટલાક અવાસ્તવિક વાંચન આપે છે.[૧૩] પિત્ત, સ્વાદુપિંડ અને મુત્રપિંડમાં રહેલી પથરી જોવા માટે પેટની રેડિયોગ્રાફી કરતા પહેલા આંતરડાંમાં રહેલો ગેસ ઘટાડીને આંતરડાને તૈયાર કરવા માટે પણ સક્રિય ચારકોલનો ઉપયોગ થાય છે. પશુ સંભાળ પેદાશ તરીકે પણ અનેક પ્રકારના ચારકોલ બિસ્કિટનું વેચાણ થાય છે.

ઈંધણ સંગ્રહ[ફેરફાર કરો]

કુદરતી વાયુ અને હાઇડ્રોજન વાયુનો સંગ્રહ કરવાની વિવિધ સક્રિય કાર્બનની ક્ષમતા ચકાસવા સંશોધનો થઇ રહ્યાં છે. વિવિધ પ્રકારના વાયુઓ માટે છિદ્રાણુ પદાર્થ સ્પોન્જ તરીકે કામ કરે છે. વાન ડર વાલ બળો મારફતે વાયુ કાર્બન પદાર્થ પ્રત્યે આકર્ષાય છે. કેટલાક કાર્બન 5–10 KJ પ્રતિ મોલની બંધન ઉર્જા ધરાવવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. બાદમાં વાયુનું જ્યારે તાપમાન વધારવામાં આવે છે અને કાર્ય કરવા દહન કરવામાં આવે અથવા હાઇડ્રોજન ઇંધણ કોશમાં ઉપયોગ માટે હાઇડ્રોજન વાયુનું નિષ્કર્ષણ કરવામાં આવે ત્યારે વાયુ શોષિત થાય છે. સક્રિય ચારકોલમાં વાયુનો સંગ્રહ વાયુ સંગ્રહ કરવાની એક આકર્ષક પદ્ધતિ છે કારણકે વાયુનો નીચા દબાણે, નીચા દળે, નીચા કદના પર્યાવરણમાં સંગ્રહ થઇ શકે છે, જે વાહનોમાં બોર્ડ કમ્પ્રેસન ટેન્ક કરતા વધુ વ્યવહારુ છે. યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ એનર્જીએ નેનો-છિદ્રાણુ કાર્બન પદાર્થોના સંશોધન અને વિકાસના ક્ષેત્રમાં હાંસલ કરવા માટે ચોક્કસ ઉદેશ નક્કી કર્યાં છે તમામ ઉદ્દેશો હજુ સંતોષવાના બાકી છે પરંતુ એલાયન્સ ફોર કોલાબોરેટિવ રિસર્ચ ઇન ઓલ્ટરનેટિવ ફ્યુઅલ ટેકનોલોજી (ઓલ-ક્રાફ્ટ (ALL-CRAFT), http://all-craft.missouri.edu) પ્રોગ્રામ સહિતની અનેક સંસ્થાઓ આ શક્તિશાળી ક્ષેત્રમાં કામગીરી કરી રહ્યાં છે.

વાયુ શુદ્ધિકરણ[ફેરફાર કરો]

હવા માંથી તેલ બાષ્પ, ગંધ અને અન્ય હાઇડ્રોકાર્બન દૂર કરવા માટે સંકોચિત હવા અને બાષ્પના શુદ્ધિકરણમાં સક્રિય કાર્બનના ગાળકોનો ઉપયોગ થાય છે. સૌથી સામાન્ય ડિઝાઇન 1 તબક્કો અથવા 2 તબક્કાના ગાળણ સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરે છે જેમાં સક્રિય કાર્બનને ગાળણ માધ્યમની અંદર જડવામાં આવે છે. સ્પેસસુટ પ્રાઇમરી લાઇફ સપોર્ટ સિસ્ટમ્સમાં પણ સક્રિય ચારકોલનો ઉપયોગ થાય છે. ન્યૂક્લિયર બોઇલર વોટર રિએક્ટર ટર્બાઇન કન્ડેન્સરમાંથી કિરણોત્સર્ગી વાયુઓ પાછા મેળવવા સક્રિય ચારકોલ ગાળકોનો ઉપયોગ થાય છે. સંગ્રાહક પાત્રોમાંથી હવાને ચૂસી લેવામાં આવે છે જેથી કિરણોત્સર્ગી વાયુઓ વિષે માહિતી મેળવી શકાય. ચારકોલના મોટા પટ્ટા આ વાયુઓનું શોષણ કરે છે તેમને પાછા મેળવે છે જ્યારે તે ઝડપથી બિન કિરણોત્સર્ગી ઘન જાતોમાં ક્ષય પામે છે. ઘન કણો ચારકોલ કણમાં ફસાઇ જાય છે જ્યારે ગળાયેલી હવા તેમાંથી પસાર થાય છે.

રસાયણ શુદ્ધિકરણ[ફેરફાર કરો]

સોડિયમ એસિટેટ જેવા ઘરે બનાવેલા બિન-ખતરનાક રસાયણોના શુદ્ધિકરણ માટે સક્રિય કાર્બનનો સામાન્યપણે ઉપયોગ થાય છે. બાદમાં તેને ગાળીને બહાર કાઢી લેવામાં આવે છે.

દારૂવાળા આસવિત પીણાઓનું શુદ્ધિકરણ[ફેરફાર કરો]

વોડકા અને વ્હિસ્કીના રંગ, સ્વાદ અને ગંધને અસર કરતી કાર્બનિક અશુદ્ધિઓ દૂર કરવા માટે સક્રિય કાર્બન ગાળકોનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. કાર્બનિક રીતે અશુદ્ધ વોડકાને સક્રિય કાર્બન ગાળકમાંથી યોગ્ય પ્રવાહ દરે પસાર કરવાથી સમરૂપ આલ્કોહોલ ઘટકવાળું અને નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં કાર્બનિક શુદ્ધિઓ વધેલો વોડકા મળશે જે ગંધ અને સ્વાદ દ્વારા પારખી શકાય છે.(સંદર્ભ આપો)

પારાનું સ્ક્રબિંગ[ફેરફાર કરો]

કોલસા સંચાલિત વીજમથકો, તબીબી ભઠ્ઠીના પારાના ઉત્સર્જનને ઝડપવા તેમજ વેલહેડ ખાતે કુદરતી વાયુ ઝડપવા આયોડિન અથવા સલ્ફરવાળા સક્રિય કાર્બનનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. કાર્બન વિશેષ ઉત્પાદન છે તેનો ખર્ચ કિલો દીઠ 4.00 ડોલરથી વધુ છે. જો કે તેને ઘણીવાર રિસાયકલ કરાતો નથી.

અમેરિકામાં પારાના શોષણ બાદ નિકાલ[ફેરફાર કરો]

પારાવાળો સક્રિય કાર્બન તેના નિકાલ અંગે દ્વિધા પેદા કરે છે.(સંદર્ભ આપો) જો સક્રિય કાર્બન 260 પીપીએમ (ppm) કરતા ઓછો પારો ધરાવે તો કેન્દ્રીય કાયદો તેને પુરાણમાં વાપરવા (દાખલા તરીકે, કોંન્ક્રીટમાં ફસાયેલા) તેને સ્થિર કરવાની છૂટ આપે છે.(સંદર્ભ આપો) જો કે 260 પીપીએમ (ppm) થી વધુ પારો ધરાવતા કચરાને ઉચ્ચ પારાના પેટાજૂથમાં ગણવામાં આવે છે અને તેને જમીનમાં દાટવા પર પ્રતિબંધ છે (લેન્ડ-બેન રુલ).(સંદર્ભ આપો) આ તે પદાર્થ છે જેને અંદાજિત વાર્ષિક 1,000 ટનના દરે વખારો અને ઊંડી ત્યજી દેવાયેલી ખાણોમાં એકત્રિત કરવામાં આવે છે.(સંદર્ભ આપો)

પારાવાળા સક્રિય કાર્બનના નિકાલની સમસ્યા માત્ર અમેરિકા પૂરતી સીમિત નથી. નેધરલેન્ડ્સમાં પણ આ પારાને મોટા પ્રમાણમાં મેળવવામાં આવે છે[૧૪] અને તેને સક્રિય કાર્બનથી સંપૂર્ણપણે બાળીને નિકાલ કરવામાં આવે છે.

પુનઃજનન[ફેરફાર કરો]

સક્રિય કાર્બનના પુનઃજનનમાં સક્રિય કાર્બનની સપાટી પર શોષિત દૂષકોને શોષિત કરીને સાંદ્ર સક્રિય કાર્બનની શોષણ ક્ષમતા જાળવવામાં આવે છે.

ઉષ્મીય (થર્મલ) પુનઃજનન[ફેરફાર કરો]

ઉષ્મીય (થર્મલ) પુનઃજનન એ ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયામાં અમલી સૌથી સામાન્ય પુનઃજનન તકનીક છે.[૧૫] ઉષ્મીય (થર્મલ) પુનસુધારણાની પ્રક્રિયા મોટેભાગે નીચેના ત્રણ તબક્કાઓમાં થાય છે [૧૬]:

  • લગભગ 105 °C શોષણ સૂકવણી
  • નિષ્ક્રિય વાતાવરણમાં ઊંચા તાપમાને અપશોષણ અને વિઘટન (500–900 °C)
  • એલિવેટેડ તાપમાને (800 °C) ઓક્સિડાઇઝિંગ વાયુ (વરાળ અથવા કાર્બન ડાયોક્સાઇડ) દ્વારા અવશેષીય કાર્બનિક વાયુકરણ

હીટ ટ્રીટમેન્ટ તબક્કો શોષણના ઉષ્માક્ષેપક સ્વભાવનો ઉપયોગ કરે છે અને અપશોષણ, આંશિક ક્રેકિંગ અને શોષિત કાર્બનિકના બહુલીકીકરણમાં પરીણમે છે. અંતિમ પગલામાં અગાઉના તબક્કામાં રચાયેલા છિદ્રાણુ માળખાઓમાંથી રાખ થયેલા કાર્બનિક અવશેષોને દૂર કરીને છિદ્રાણુ કાર્બન માળખાને ફરીથી એક્સપોઝ કરીને તેની મૂળ સપાટી લાક્ષણિકતાનું પુનઃજનન કરવામાં આવે છે. ટ્રીટમેન્ટ બાદ શોષણ સ્તંભનો ફરીથી ઉપયોગ કરી શકાય છે. કાર્બન પટ્ટાના 5–15 wt%ની વચ્ચે પ્રતિ શોષણ ઉષ્મીય પુનઃજનન ચક્ર બળે છે શોષણ ક્ષમતાને નુકસાન થાય છે.[૧૭]. ઉષ્મીય પુનઃજનન પ્રક્રિયા તેમાં ઊંચા તાપમાનની જરૂર રહેતી હોવાથી ઊંચી ઊર્જા પ્રક્રિયા છે જેના કારણે તે ઊર્જાની દ્રષ્ટિએ તેમજ વાણિજ્યિક દ્રષ્ટિએ મોંઘી પ્રક્રિયા બને છે.[૧૬] સક્રિય કાર્બનના ઉષ્મીય પુનઃજનન પર આધાર રાખતા એકમો આર્થિક દ્રષ્ટિએ વ્યવહારુ બનવા માટે ચોક્કસ કદના હોવા જોઇએ. પરિણામે, નાના કચરા નિકાલ સ્થળો માટે તેમના સક્રિય કાર્બન કચરાને પુનઃજનન માટે વિશિષ્ટ સુવિધામાં મુકલવું સામાન્ય છે જે કાર્બન ફૂટપ્રિન્ટને નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં વધારે છે.[૧૮]

અન્ય પુનઃજનન તકનીકો[ફેરફાર કરો]

હાલની ઉચ્ચ ઊર્જા/કિંમતવાળા સક્રિય કાર્બનના ઉષ્મા પુનઃજનન સાથે હાલ તે ચિંતા છે કે તે પુનઃજનનની પ્રક્રિયાના વૈકલ્પિક સંશોધન માટે ઉત્સાહિત કરે છે જેથી આવી પ્રક્રિયાઓની અસર વાતાવરણ પર ઓછી પડે. પુનઃજનનની કેટલીક પદ્ધતિઓને પૂર્ણપણે અભ્યાસના સંશોધનમાં દાખલા તરીકે રજૂ કરવામાં આવી છે, કેટલીક વૈકલ્પિક ઉષ્મા પુનઃજનનની રચનાઓને ઉદ્યોગોમાં કાર્યરત કરવામાં આવી છે. હાલની વૈકલ્પિક પુનઃજનનની પદ્ધતિઓ આ પ્રમાણે છે:

  • રાસાયણિક અને દ્રાવક નવજીવન [૧૯]
  • માઇક્રોબાયલ નવજીવન [૨૦]
  • ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ નવજીવન [૨૧]
  • અલ્ટ્રાસોનિક નવજીવન [૨૨]
  • ભીની હવાનું ઓક્સીડેશન [૨૩]

સંદર્ભો[ફેરફાર કરો]

  1. "પ્રોપર્ટીઝ ઓફ એક્ટીવેટેડ કાર્બન", સીપીએલ (CPL) કારોન લિંક, એક્સેડ 2008-05-02
  2. http://en.mimi.hu/astronomy/granule.html
  3. વેલ્યૂ એડેડ પ્રોડક્ટ ફોર્મ ગાસીફિકેશન – એક્ટીવેટડ કાર્બન, બાય શોભા જહધવ, ધ કોમબુસ્ટીન,ગાસીફિકેશન એન્ડ પ્રોપુલેશન લેબોરેટરી (સીજીપીએલ (CGPL)) એટ ધ ઇન્ડિયન ઇનસ્ટીટ્યૂટ ઓફ સાયાન્સ (આઇઆઇએસસી (IISc))
  4. સસ્ટેનેબલ વેસ્ટવોટર ટ્રીટમેન્ટ ઓફ ટેમ્પરરી ઇવેન્ટ: ધ ડાનોઉટર મ્યુઝિક ફેસ્ટીવલ કેસ સ્ટડી</a>. વોટર સાયન્સ એન્ડ ટેકનોલોજી : અ જર્નલ ઓફ ધ ઇન્ટરનેશનલ ઓસોસિએશન ઓન વોટર પોપ્યુલેશન રીસર્ચ. 2008;58(8):1653–7.
  5. Eddleston M, Juszczak E, Buckley NA, et al. (2008). "Multiple-dose activated charcoal in acute self-poisoning: a randomised controlled trial". Lancet 371 (9612): 579. doi:10.1016/S0140-6736(08)60270-6 .
  6. Elliott C, Colby T, Kelly T, Hicks H (1989). "Charcoal lung. Bronchiolitis obliterans after aspiration of activated charcoal". Chest 96 (3): 672–4. doi:10.1378/chest.96.3.672 . PMID 2766830 .
  7. US 4594249, ઢાંચો:Citation/authors, "Method of altering intoxicating effects of alcohol", issued 1986 
  8. એક્ટીવેટડ ચારકોલ ઇન ઓરલ ઇથેનોલ ઓબસોર્પશન: લેક ઓફ ઇફેક્ટ ઇન હ્યુમન્સ., મીનોચા એ, હાર્લોડ ડીએ, બાર્થ જીટી, ગીડેઓન ડીએ, સ્પાયકેર ડીએ., જે ટોક્સિકલ ક્લીન કોસીકલ. 1986;24(3):225–34, PubMED
  9. Rolland, Jacques L. (2006). The Food Encyclopedia: Over 8,000 Ingredients, Tools, Techniques and People. Robert Rose. pp. 148. ISBN 0778801500 .
  10. Stearn, Margaret (2007). Warts and all: straight talking advice on life's embarrassing problems. London: Murdoch Books. p. 333. ISBN 978-1-92125984-5 . http://books.google.com/?id=aSRmxC47VNMC&printsec=frontcover#PPA333. પુનર્પ્રાપ્ત 2009-05-03.
  11. Hübner WD, Moser EH (2002). "Charcoal tablets in the treatment of patients with irritable bowel syndrome". Adv Ther 19 (5): 245–52. doi:10.1007/BF02850364 . PMID 12539884 . https://www.advancesintherapy.com/detail.aspx?ID=276.
  12. Michael M, Brittain M, Nagai J, et al. (Nov 2004). "Phase II study of activated charcoal to prevent irinotecan-induced diarrhea". J Clin Oncol. 22 (21): 4410–7. doi:10.1200/JCO.2004.11.125 . PMID 15514383 .
  13. Gogel HK, Tandberg D, Strickland RG (Sep 1989). "Substances that interfere with guaiac card tests: implications for gastric aspirate testing". Am J Emerg Med 7 (5): 474–80. doi:10.1016/0735-6757(89)90248-9 . PMID 2787993 .
  14. બીટીએમ (BMT)-બેગેમન્ન, પારા વેસ્ટ ટ્રીટમેન્ટ ફેસીલીટી
  15. Bagreev, A.; Rhaman, H., & Bandosz, T. J (2001). "Thermal regeneration of a spent activated carbon adsorbent previously used as hydrogen sulfide adsorbent". Carbon 39: 1319–1326. doi:10.1016/S0008-6223(00)00266-9 .
  16. ૧૬.૦ ૧૬.૧ Sabio, E.; Gonzalez, E., Gonzalez, J. F., Gonzalez-Garcia, C. M., Ramiro, A., & Ganan, J (2004). "Thermal regeneration of activated carbon saturated with p-nitrophenol". Carbon 42: 2285–2293. doi:10.1016/j.carbon.2004.05.007 .
  17. Miguel, G. S.; Lambert, S. D., & Graham, N. J. D (2001). "The regeneration of field spent granular activated carbons". Water Research 35 (11): 2740–2748. doi:10.1016/S0043-1354(00)00549-2 . PMID 11456174 .
  18. Alvarez, P. M.; Beltran, F. J., Gomez-Serrano, V., Jaramillo, J., & Rodriguez, E. M (2004). "Comparison between thermal and ozone regenerations of spent activated carbon exhausted with phenol". Water Research 38 (8): 2155–2165. doi:10.1016/j.watres.2004.01.030 . PMID 15087197 .
  19. Martin, R. J.; Wj, N (1997). "The repeated exhaustion and chemical regeneration of activated carbon". Water Research 21 (8): 961–965. doi:10.1016/S0043-1354(87)80014-3 .
  20. Aizpuru, A.; Malhautier, L., Roux, J. C., & Fanlo, J. L (2003). "Biofiltration of a mixture of volatile organic compounds on granular activated carbon". Biotechnology and Bioengineering 83 (4): 479–488. doi:10.1002/bit.10691 . PMID 12800142 .
  21. Narbaitz, R. M.; Karimi-Jashni, A (2009). "Electrochemical regeneration of granular activated carbons loaded with phenol and natural organic matter". Environmental Technology 30 (1): 27–36. doi:10.1080/09593330802422803 . PMID 19213463 .
  22. Lim, J.; Okada, M (2005). "Regeneration of granular activated carbon using ultrasound". Ultrasonic-Sono-Chemistry 12 (4): 277–285. doi:10.1016/j.ultsonch.2004.02.003 . PMID 15501710 .
  23. Shende, R. V.; Mahajani, V (2002). "Wet oxidative regeneration of activated carbon loaded with reactive dye". Waste Management 22 (1): 73–83. doi:10.1016/S0956-053X(01)00022-8 . PMID 11942707 .

બાહ્ય લિંક્સ[ફેરફાર કરો]