Karbon teraktif ialah bahan dengan struktur berliang tinggi dan luas permukaan khusus yang besar, yang mempunyai kapasiti penjerapan yang sangat baik dan kereaktifan kimia. Sebelum memahami cara karbon teraktif berfungsi, pertama sekali perlu memahami konsep penjerapan dan sifat permukaan.
Penjerapan ialah proses di mana gas, cecair atau bahan terlarut diserap daripada medium (cth air, udara) ke permukaan pepejal. Struktur berliang karbon teraktif memberikannya kawasan permukaan yang lebih besar, menyediakan kawasan sentuhan yang besar untuk bahan penjerap.
Prinsip kerja arang teraktif boleh dibahagikan kepada aspek berikut:
1. Penjerapan fizikal: Karbon teraktif menjerap molekul pada permukaannya melalui penjerapan fizikal. Ini disebabkan oleh luas permukaan spesifik yang sangat tinggi dan bilangan mikropori yang besar dan struktur mesoporous karbon teraktif. Apabila molekul gas atau bahan terlarut menyentuh permukaan karbon teraktif, ia akan terserap di dalam liang karbon teraktif kerana daya tarikan dan daya yang wujud pada permukaan penjerap.
2. Penjerapan kimia: Selain penjerapan fizikal, karbon teraktif juga boleh menangkap molekul melalui penjerapan kimia. Ini disebabkan oleh fakta bahawa beberapa kumpulan berfungsi kimia (seperti hidroksil, karboksil, dll.) pada permukaan karbon teraktif boleh bertindak balas secara kimia dengan jenis molekul tertentu. Penjerapan kimia ini boleh meningkatkan kapasiti penjerapan karbon teraktif untuk bahan organik tertentu.
3. Ciri permukaan: Permukaan karbon teraktif mempunyai ciri cas tertentu. Caj permukaan ini boleh berinteraksi secara elektrostatik dengan ion atau molekul bercas dalam larutan. Bergantung pada sifat kimia dan struktur fizikal permukaan karbon teraktif, bahan dengan sifat elektrik tertentu boleh diserap atau dikecualikan secara terpilih.
Jenis karbon teraktif yang berbeza boleh disesuaikan untuk pelbagai jenis bahan pencemar. Sebagai contoh, sesetengah karbon teraktif lebih baik dalam menjerap sebatian organik meruap (VOC) atau bahan berbau, manakala yang lain mempunyai kapasiti penjerapan terpilih yang lebih tinggi untuk bahan seperti ion logam berat atau sisa racun perosak.
Prestasi karbon teraktif berkait rapat dengan sifat fizikal dan kimia serta keadaan penggunaannya. Faktor-faktor yang mempengaruhi prestasi penjerapan karbon teraktif termasuk taburan saiz liang, luas permukaan tertentu, isipadu liang, dsb. Selain itu, kapasiti penjerapan dan kecekapan karbon teraktif juga dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti suhu, kelembapan, kepekatan zat terlarut, dan masa sentuhan. .
Secara keseluruhannya, karbon teraktif boleh menjerap gas, cecair atau bahan terlarut ke permukaannya melalui mekanisme penjerapan fizikal dan penjerapan kimia melalui struktur berliang dan luas permukaan khusus yang besar. Proses ini bergantung pada daya interaksi antara bahan dan sifat permukaan karbon teraktif. Prinsip kerja karbon teraktif ialah struktur dan sifatnya yang unik menjadikannya penjerap yang berkesan digunakan secara meluas dalam rawatan air, penulenan udara dan aplikasi alam sekitar yang lain.
