Aktif karbon filtrasyon adsorpsiyon prensibi

Adsorpsiyon işlemi sırasında aktif karbon molekülleri ve kirletici moleküller arasındaki farklı kuvvetlere göre adsorpsiyon iki kategoriye ayrılabilir: fiziksel adsorpsiyon ve kimyasal adsorpsiyon (aktif adsorpsiyon olarak da bilinir). Adsorpsiyon sürecinde, aktif karbon molekülleri ile kirletici moleküller arasındaki kuvvet van der Waals kuvveti (veya elektrostatik çekim) olduğunda buna fiziksel adsorpsiyon denir; Aktif karbon molekülleri ile kirletici moleküller arasındaki kuvvet kimyasal bağ olduğunda buna kimyasal adsorpsiyon denir. Fiziksel adsorpsiyonun adsorpsiyon gücü esas olarak aktif karbonun fiziksel özellikleriyle ilgilidir ve aktif karbonun kimyasal özellikleriyle çok az ilgisi vardır. Van der Waals kuvveti zayıf olduğundan ve kirletici moleküllerin yapısı üzerinde çok az etkisi olduğundan, bu kuvvet moleküller arası yapışma kuvveti ile aynıdır, dolayısıyla fiziksel adsorpsiyon yoğunlaşmaya benzetilebilir. Kirleticilerin kimyasal özellikleri fiziksel adsorpsiyon sırasında değişmeden kalır.
Kimyasal bağ güçlü olduğundan ve kirletici moleküllerin yapısı üzerinde daha büyük bir etkiye sahip olduğundan, kimyasal adsorpsiyon, kirleticiler ile aktif karbon arasındaki kimyasal etkinin sonucu olan bir kimyasal reaksiyon olarak kabul edilebilir. Kimyasal adsorpsiyon genellikle basit pertürbasyon veya zayıf polarizasyon yerine elektron çifti paylaşımını veya elektron transferini içerir ve geri dönüşü olmayan bir kimyasal reaksiyon sürecidir. Fiziksel adsorpsiyon ile kimyasal adsorpsiyon arasındaki temel fark, adsorpsiyon bağını oluşturan kuvvette yatmaktadır.
Adsorpsiyon işlemi, kirletici moleküllerin katı yüzeye adsorbe edildiği işlemdir. Moleküllerin serbest enerjisi azalacaktır. Bu nedenle adsorpsiyon işlemi ekzotermik bir işlemdir ve açığa çıkan ısıya kirleticinin bu katı yüzey üzerindeki adsorpsiyon ısısı denir. Fiziksel adsorpsiyon ve kimyasal adsorpsiyonun farklı kuvvetleri nedeniyle, adsorpsiyon ısısı, adsorpsiyon hızı, adsorpsiyon aktivasyon enerjisi, adsorpsiyon sıcaklığı, seçicilik, adsorpsiyon katmanlarının sayısı ve adsorpsiyon spektrumunda belirli farklılıklar gösterirler. Aktif karbon, geniş bir kullanım alanına sahip endüstriyel bir adsorbandır. Hammadde olarak odun kömürü, çeşitli meyve kabukları ve kaliteli kömür kullanılarak, hammaddelerin fiziksel ve kimyasal yöntemlerle kırma, eleme, katalizör aktivasyonu, durulama, kurutma ve eleme gibi bir dizi işlemden geçirilerek işlenip üretilmektedir. Aktif karbonun 1900 yılında ortaya çıkışından bu yana uygulama tarihinde iki önemli olay yaşanmıştır. Birincisi, 1920'li yıllarda Birinci Dünya Savaşı'nda gaz maskesi yapımında kullanılmış olması; diğeri ise 1940'larda yüzlerce su bitkisinin koku giderme için aktif karbon kullanmasıdır. Aktif karbonun adsorpsiyonu benzersiz moleküler yapısından gelir. Aktif karbonun içinde çok sayıda gözenek vardır. Her gram aktif karbonun iç gözenekleri yayılırsa 500 ila 1700 metrekareye ulaşabilir. Aktif karbonun mükemmel adsorpsiyon kapasitesine sahip olmasını sağlayan da bu benzersiz iç yapıdır. Aktif karbonun uygulama alanı çok geniştir.
Aktif karbon, yüksek sıcaklıkta aktivasyon ve özel gözenek boyutu ayarlama teknolojisi ile işlenir, böylece geniş bir spesifik yüzey alanına ve iç mekandaki zararlı gazların moleküler boyutuna uyan zengin bir gözenek yapısına sahip olur. Formaldehit, benzen, amonyak, radon, TVOC ve onlarca diğer zararlı maddeyi, insan vücuduna zararlı tüm gazları ve havada yüzen bakterileri adsorbe etmek için özel olarak kullanılır. Koku emme, detoksifikasyon, koku giderme, nem alma, küf önleme, sterilizasyon ve saflaştırma gibi kapsamlı işlevlere sahiptir. Zararlı gazları adsorbe ederken küf, Escherichia coli, Staphylococcus aureus ve irin bakterileri gibi patojenleri öldürür, salgın patojenlerin yayılmasını engeller ve iç mekan çevre kirliliğini tamamen ortadan kaldırır.