Abstract
Activated carbon has been recognized as one of the oldest and widely used adsorbent for the water and wastewater treatment for removing organic and inorganic pollutants. The application of activated carbon in adsorption process is mainly depends on the surface chemistry and pore structure of porous carbons. The method of activation and the nature of precursor used greatly influences surface functional groups and pore structure of the activated carbon. Therefore, the main focus of researchers is to develop or modifies the activation/treatment techniques in an optimal manner using appropriate precursors for specific pollutants. In recent years, emphasis is given to prepare the surface modified carbons using different procedures to enhance the potential of activated carbon for specific contaminants. Various methods such as, acid treatment, base treatment, impregnation treatment, ozone treatment, surfactant treatment, plasma treatment and microwave treatment have been studied to develop surface modified activated carbons. In this paper, these modification methods have been reviewed and the potential of surface modified activated carbons towards water treatment has been discussed. This review article is aimed at providing precise information on efforts made by various researchers in the field of surface modification of activated carbon for water pollution control
چکیده
کربن فعال به عنوان یکی از قدیمی ترین و پرکاربرد ترین جاذب ها برای برای از بین بردن آلاینده های آلی و معدنی در آب و فاضلاب شناخته شده است. کاربرد کربن فعال در فرآیند جذب عمدتا بستگی به شیمی سطح و منافذ ساختار کربن متخلخل دارد. روش فعال سازی و ماهیت پیش ماده ی مورد استفاده تا حد زیادی، گروه های عاملی سطح و ساختار منافذ کربن فعال را تحت تاثیر قرار می دهد. بنابراین، تمرکز اصلی پژوهشگران به منظور توسعه و یا اصلاح تکنیک های فعال سازی یا درمان، بر روی روشی بهینه با استفاده از پیش سازهای مناسب برای آلاینده های خاص است. در سال های اخیر، بر آماده سازی سطح اصلاح شده کربن ها با استفاده از روش های مختلف، به منظور افزایش پتانسیل کربن فعال برای آلاینده های خاص تاکید شده است. برای توسعه سطح اصلاح شده کربن فعال روش های مختلف از قبیل، درمان اسیدی، درمان بازی، درمان اشباع، درمان ازن، درمان سورفاکتانت، درمان پلاسما و درمان مایکروویو مورد مطالعه قرار گرفته است. در این مقاله، این روش های اصلاح بررسی شده اند و پتانسیل سطح اصلاح شده کربن فعال نسبت به تصفیه آب مورد بحث قرار گرفته است. این مقاله با هدف ارائه اطلاعات دقیق در مورد تلاش های محققان مختلف در زمینه اصلاح سطح کربن فعال برای کنترل آلودگی آب شکل گرفته است.
1- مقدمه
کربن فعال (AC)به عنوان یکی از محبوب ترین و پر کاربرد ترین جاذب های استفاده شده در آب و فاضلاب در سراسر جهان [1-5] شناخته شده است. زغال چوب، پیش از کربن فعال مدرن، قدیمی ترین جاذب شناخته شده در تصفیه آب است. خواص جذبی خاص زغال چوب برای اولین بار توسط Scheele در سال 1773 برای درمان گازها و در پی آن کلرزدایی محلول ها در سال 1786 کشف شد و او اولین محاسبه اصولی قدرت جذب زغال چوب در فاز مایع ارائه [6] شد. در سال های بعد، Lowitz استفاده از ذغال چوب برای حذف طعم و بوی بد آب را در طول 1789-1790 انجام داد. توسعه کربن فعال تجاری به یک شیمیدان سوئدی فن Ostreijko نسبت داده می شود که دو اختراع در سال های 1900 و 1901 ثبت کرد، که به ترتیب در مورد پوشش مفاهیم اولیه فعال سازی شیمیایی و حرارتی (یا فیزیکی) کربن، با کلریدهای فلزی و با دی اکسید کربن و بخار بود [6]. روند فعال سازی شیمیایی خاک اره با کلریدِ روی برای اولین بار در یک کارخانه اتریشی در Aussing در سال 1914 و در مقیاس صنعتی نیز در کارخانه رنگ بایر در سال 1915 انجام شد [7]. در این نوع فعال سازی، گرمایش پیرولیتیکی مواد کربن دار در حضور مواد شیمیایی نم زدا از قبیل، کلرید روی یا اسید فسفریک انجام می شود..