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दृश्य: 222 लेखक: टीना प्रकाशन समय: 2025-12-14 उत्पत्ति: साइट
सामग्री मेनू
● दानेदार सक्रिय कार्बन का रासायनिक सूत्र क्या है?
● दानेदार सक्रिय कार्बन के 'रासायनिक सूत्र' को समझना
● दानेदार सक्रिय कार्बन की रासायनिक संरचना और सतह रसायन विज्ञान
● दानेदार सक्रिय कार्बन में मौलिक संरचना और राख
● भौतिक रूप: 'दानेदार' क्यों मायने रखता है
● दानेदार सक्रिय कार्बन कैसे बनता है (और फॉर्मूला 'सी' क्यों रहता है)
● दानेदार सक्रिय कार्बन के प्रमुख गुण इसके रसायन विज्ञान से संबंधित हैं
● जल और वायु में दानेदार सक्रिय कार्बन का रासायनिक व्यवहार
● क्यों 'सी' पर्याप्त है लेकिन पूरी कहानी नहीं
● निष्कर्ष
● दानेदार सक्रिय कार्बन के रासायनिक सूत्र के बारे में अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
>> 1. दानेदार सक्रिय कार्बन का सटीक रासायनिक सूत्र क्या है?
>> 2. क्या दानेदार सक्रिय कार्बन में कार्बन के अलावा अन्य तत्व भी होते हैं?
>> 3. दानेदार सक्रिय कार्बन की रासायनिक संरचना ग्रेफाइट से किस प्रकार भिन्न है?
>> 4. विनियमों और सुरक्षा डेटा शीट के लिए सूत्र C पर्याप्त क्यों है?
>> 5. दानेदार सक्रिय कार्बन की रासायनिक संरचना इसके अनुप्रयोगों को कैसे प्रभावित करती है?
● उद्धरण:
सख्त रासायनिक शब्दों में, के लिए रासायनिक सूत्र दानेदार सक्रिय कार्बन केवल कार्बन है, जिसे सी के रूप में लिखा जाता है, क्योंकि दानेदार सक्रिय कार्बन मुख्य रूप से अत्यधिक छिद्रपूर्ण संरचना में व्यवस्थित मौलिक कार्बन परमाणुओं से बना होता है। हालाँकि, वास्तविक औद्योगिक दानेदार सक्रिय कार्बन में थोड़ी मात्रा में अन्य तत्व (जैसे हाइड्रोजन, ऑक्सीजन और खनिज राख) भी होते हैं, इसलिए इसे एकल, निश्चित आणविक यौगिक के बजाय उच्च शुद्धता वाले कार्बन सामग्री के रूप में वर्णित किया जाता है। [1] [2] [3] [4] [5] [6]
दानेदार सक्रिय कार्बन सोडियम क्लोराइड (NaCl) या पानी (H₂O) जैसा एक भी अणु नहीं है; इसके बजाय, यह ग्रेफाइट जैसी संरचना और विशाल आंतरिक सतह क्षेत्र के साथ कार्बन परमाणुओं का एक ठोस नेटवर्क है। विनियामक और संदर्भ उद्देश्यों के लिए, मानक और रासायनिक डेटाबेस सक्रिय कार्बन या सक्रिय चारकोल को अनुभवजन्य सूत्र सी, आणविक भार लगभग 12.01 ग्राम/मोल और सीएएस संख्या 7440‑44‑0 के साथ सूचीबद्ध करते हैं।[7][2][4][5][1]
क्योंकि दानेदार सक्रिय कार्बन प्राकृतिक कच्चे माल (कोयला, नारियल के खोल, लकड़ी, आदि) से उत्पन्न होता है, इसकी मौलिक संरचना थोड़ी भिन्न हो सकती है, अंतिम उत्पाद में ऑक्सीजन, हाइड्रोजन और पोटेशियम, कैल्शियम, सोडियम और लौह जैसे खनिजों की थोड़ी मात्रा शेष रहती है। ये छोटे घटक सक्रिय कार्बन को दिए गए मूल सूत्र सी को नहीं बदलते हैं, लेकिन वे औद्योगिक अनुप्रयोगों की मांग में दानेदार सक्रिय कार्बन के प्रदर्शन को प्रभावित करते हैं। [8] [3] [9] [6]
सूक्ष्म पैमाने पर, दानेदार सक्रिय कार्बन में मुख्य रूप से ग्रेफाइट के समान हेक्सागोनल रूप से व्यवस्थित कार्बन परमाणुओं की परतें होती हैं, लेकिन छिद्रों का घना नेटवर्क बनाने के लिए भारी रूप से अव्यवस्थित और खंडित होती हैं। यह ग्रेफाइटिक प्लेटलेट संरचना दानेदार सक्रिय कार्बन को एक बहुत ही उच्च आंतरिक सतह क्षेत्र देती है, जो अक्सर 1,000 m⊃2 से अधिक होती है; प्रति ग्राम, जो मूल कारण है कि दानेदार सक्रिय कार्बन इतना मजबूत अवशोषक है। [10] [11] [1] [7]
यद्यपि मुख्य संरचना मौलिक कार्बन (सी) है, दानेदार सक्रिय कार्बन की सतह विभिन्न कार्यात्मक समूहों को वहन करती है, जिसमें हाइड्रॉक्सिल (ओ-एच), कार्बोनिल (सी = ओ), और कार्बोक्सिल (सी-ओ) समूह, साथ ही साथ अन्य ऑक्सीजन युक्त प्रजातियां शामिल हैं। ये सतह समूह दानेदार सक्रिय कार्बन को उसका विशिष्ट एसिड-बेस व्यवहार देते हैं, यह पानी या कार्बनिक अणुओं के साथ कैसे संपर्क करता है, इसे प्रभावित करते हैं, और जल उपचार, वायु शोधन, या उत्प्रेरक समर्थन जैसे विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए दानेदार सक्रिय कार्बन को सक्रियण या उपचार के बाद संशोधित किया जा सकता है।[6][11][7][10]
उच्च गुणवत्ता वाले दानेदार सक्रिय कार्बन में आमतौर पर वजन के हिसाब से 90% से अधिक कार्बन होता है, लेकिन सटीक मौलिक संरचना उत्पादन में प्रयुक्त कच्चे माल और सक्रियण विधि पर निर्भर करती है। कई व्यावहारिक ग्रेडों में, प्रयोगशाला विश्लेषण कार्बन के साथ-साथ ऑक्सीजन, हाइड्रोजन और पोटेशियम, सोडियम, कैल्शियम, मैग्नीशियम, लोहा, सिलिकॉन और एल्यूमीनियम जैसे अकार्बनिक तत्वों की थोड़ी मात्रा दिखाता है। [3] [9] [12] [8] [6]
दानेदार सक्रिय कार्बन के अकार्बनिक अंश को राख कहा जाता है और यह मुख्य रूप से K₂O, Na₂O, CaO, MgO, Fe₂O₃, Al₂O₃, P₂O₅, और अन्य जैसे ऑक्साइड और लवणों से बना होता है। राख की मात्रा और संरचना दानेदार सक्रिय कार्बन के सोखने के प्रदर्शन को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकती है, इसलिए राख को कम करने और जल उपचार, भोजन और पेय, रसायन और फार्मास्युटिकल अनुप्रयोगों के लिए विशिष्टताओं को पूरा करने के लिए निर्माता अक्सर दानेदार सक्रिय कार्बन को धोते हैं या एसिड-ट्रीट करते हैं। [4] [9] [8] [3]
शब्द 'दानेदार सक्रिय कार्बन' कार्बन के भौतिक रूप को संदर्भित करता है, न कि किसी भिन्न रासायनिक सूत्र को। दानेदार सक्रिय कार्बन अनियमित कणों से बना होता है, आमतौर पर इसका आकार लगभग 0.2 मिमी से लेकर 5 मिमी तक होता है, और आमतौर पर इसे 4×8, 6×12, 8×16, 8×30, 12×40 और 20×50 जैसे जाल आकार श्रेणियों द्वारा वर्गीकृत किया जाता है।[13][7][10]
दानेदार सक्रिय कार्बन पाउडर सक्रिय कार्बन (पीएसी) से भिन्न होता है, जिसमें बहुत महीन कण होते हैं (आमतौर पर 0.2 मिमी से नीचे), और बाहर निकाले गए या गोलीयुक्त सक्रिय कार्बन से, जो लगभग 3-4 मिमी व्यास के बेलनाकार छर्रों के रूप में निर्मित होता है। ये विभिन्न भौतिक रूप इंजीनियरों को समान अंतर्निहित कार्बन रसायन विज्ञान को बनाए रखते हुए नियंत्रित दबाव ड्रॉप, संपर्क समय और बैकवाशिंग व्यवहार के साथ दानेदार सक्रिय कार्बन फिल्टर, पैक्ड बेड और संपर्ककर्ताओं को डिजाइन करने की अनुमति देते हैं। [14] [3] [10] [13]
कोयला, नारियल के गोले, लकड़ी, पीट और अन्य बायोमास सहित कई कार्बन-समृद्ध कच्चे माल से दानेदार सक्रिय कार्बन का उत्पादन किया जा सकता है, जिनमें से सभी को अस्थिर घटकों को हटाने और कार्बन सामग्री को केंद्रित करने के लिए पहले उच्च तापमान पर कार्बोनेटेड किया जाता है। कार्बोनाइजेशन के बाद, सामग्री को या तो भाप/सीओ₂ के साथ भौतिक सक्रियण द्वारा या फॉस्फोरिक एसिड या पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड जैसे रासायनिक सक्रियण एजेंटों द्वारा 'सक्रिय' किया जाता है, जिससे माइक्रो‑, मेसो‑ और मैक्रोपोर का एक जटिल नेटवर्क विकसित होता है।[12][3][14][10][6]
सक्रियण के दौरान, कार्बन छिद्रों को खोलने और बड़ा करने के लिए प्रतिक्रिया करता है, जबकि खनिज घटक आंशिक रूप से ऑक्साइड, कार्बोनेट या सिलिकेट में परिवर्तित हो सकते हैं, लेकिन मुख्य ठोस उत्पाद अनुभवजन्य सूत्र सी के साथ मौलिक कार्बन का अत्यधिक छिद्रपूर्ण रूप रहता है। सक्रिय कार्बन को फिर कुचल दिया जाता है, दानेदार बनाया जाता है, और दानेदार सक्रिय कार्बन ग्रेड का उत्पादन करने के लिए विशिष्ट कण आकार में छलनी किया जाता है जो विभिन्न जल, वायु और औद्योगिक के प्रवाह और प्रदर्शन आवश्यकताओं से मेल खाता है। सिस्टम.[7][3][10][6][12]
क्योंकि दानेदार सक्रिय कार्बन अनिवार्य रूप से एक विशाल सतह क्षेत्र के साथ मौलिक कार्बन है, इसका प्रदर्शन मुख्य रूप से आणविक सूत्र के बजाय भौतिक और सतह-रासायनिक मापदंडों द्वारा वर्णित है। महत्वपूर्ण परीक्षण मूल्यों में आयोडीन संख्या (या मेथिलीन ब्लू संख्या), बीईटी सतह क्षेत्र, छिद्र आकार वितरण, स्पष्ट घनत्व, कठोरता और राख सामग्री शामिल हैं, जो यह बताने में मदद करते हैं कि दानेदार सक्रिय कार्बन वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों में कैसे व्यवहार करेगा। [1] [3] [14] [7]
उदाहरण के लिए, आयोडीन संख्या का व्यापक रूप से तरल-चरण दानेदार सक्रिय कार्बन में माइक्रोपोर सामग्री और गतिविधि के एक सरल संकेतक के रूप में उपयोग किया जाता है, जबकि स्पष्ट घनत्व इंगित करता है कि किसी दिए गए फ़िल्टर वॉल्यूम में कितना सक्रिय कार्बन मौजूद है। एफटीआईआर विश्लेषण जैसी तकनीकों द्वारा प्रकट सतह कार्यात्मक समूहों से संकेत मिलता है कि क्या दानेदार सक्रिय कार्बन अधिक अम्लीय या बुनियादी है, जो पानी, भोजन, फार्मास्यूटिकल्स और रासायनिक धाराओं से विशिष्ट कार्बनिक संदूषकों, गंधों या रंग निकायों को अवशोषित करते समय महत्वपूर्ण हो सकता है। [15] [11] [6] [1]
जल उपचार में, दानेदार सक्रिय कार्बन मुख्य रूप से कार्बनिक अणुओं, क्लोरीन जैसे अवशिष्ट कीटाणुनाशकों और कुछ सूक्ष्म प्रदूषकों को इसकी बड़ी आंतरिक सतह पर सोखने के माध्यम से हटा देता है। दानेदार सक्रिय कार्बन की हाइड्रोफोबिक ग्रेफाइटिक सतहें गैर-ध्रुवीय और कमजोर ध्रुवीय कार्बनिक यौगिकों को आकर्षित करती हैं, जबकि सतह ऑक्सीजन समूह और खनिज सामग्री प्रभावित कर सकती हैं कि ध्रुवीय यौगिक और धातु कार्बन के साथ कैसे संपर्क करते हैं। [11] [3] [14] [6] [12] [7]
वायु और गैस शुद्धिकरण में, दानेदार सक्रिय कार्बन वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (वीओसी), गंध और कुछ अकार्बनिक संदूषकों को अवशोषित करता है, फिर से एक जटिल आणविक सूत्र के बजाय इसकी छिद्र संरचना और सतह रसायन विज्ञान पर निर्भर करता है। छिद्रों में विशेष रसायनों को जोड़कर संसेचित दानेदार सक्रिय कार्बन का उत्पादन किया जा सकता है, जिससे ऐसी सामग्री बनाई जा सकती है जो कोर कार्बन फॉर्मूला सी को बनाए रखते हुए एसिड गैसों, अमोनिया या पारा जैसी कुछ गैसों के साथ रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया कर सकती है। [10] [11] [7]
एक सख्त रासायनिक-सूत्र परिप्रेक्ष्य से, दानेदार सक्रिय कार्बन को सी के रूप में सूचीबद्ध करना सही है क्योंकि इसका मूल ढांचा मौलिक कार्बन है और इसका दाढ़ द्रव्यमान शुद्ध कार्बन के समान है। हालाँकि, इंजीनियरों, खरीदारों और गुणवत्ता प्रबंधकों को औद्योगिक जल उपचार, वायु शोधन, खाद्य और पेय प्रसंस्करण, या दवा उत्पादन के लिए दानेदार सक्रिय कार्बन का चयन करते समय सिर्फ 'सी' से कहीं अधिक की आवश्यकता होती है, क्योंकि प्रदर्शन दृढ़ता से छिद्र संरचना, सतह रसायन विज्ञान और राख पर निर्भर करता है। [2] [5] [3] [4] [14] [12]
व्यवहार में, दानेदार सक्रिय कार्बन के लिए एक तकनीकी डेटा शीट में कार्बन और राख प्रतिशत, नमी, कठोरता, पीएच, कण आकार वितरण, सतह क्षेत्र और सोखना परीक्षण संख्याएं शामिल होंगी, जो सभी वर्णन करती हैं कि वह विशेष दानेदार सक्रिय कार्बन ग्रेड सेवा में कैसे व्यवहार करेगा। तो 'दानेदार सक्रिय कार्बन के लिए रासायनिक सूत्र क्या है' का उत्तर सरल है - सी - लेकिन दानेदार सक्रिय कार्बन के पीछे का विज्ञान और इंजीनियरिंग जटिल है और विभिन्न उद्योगों और अनुप्रयोगों के लिए अत्यधिक उपयुक्त है। [3] [14] [12] [1] [7] [10]
दानेदार सक्रिय कार्बन के लिए सख्त रासायनिक सूत्र सी है, जो इस तथ्य को दर्शाता है कि दानेदार सक्रिय कार्बन मुख्य रूप से अत्यधिक छिद्रपूर्ण, ग्रेफाइट जैसे नेटवर्क में व्यवस्थित मौलिक कार्बन परमाणुओं से बना है। फिर भी वास्तविक औद्योगिक दानेदार सक्रिय कार्बन में थोड़ी मात्रा में ऑक्सीजन, हाइड्रोजन और अकार्बनिक राख के साथ-साथ एक अनुरूप छिद्र संरचना और सतह कार्यात्मक समूह भी होते हैं जो यह निर्धारित करते हैं कि दानेदार सक्रिय कार्बन जल उपचार, वायु और गैस शुद्धिकरण, खाद्य और पेय प्रसंस्करण, रासायनिक उत्पादन और फार्मास्युटिकल अनुप्रयोगों में कैसे काम करेगा। [5] [8] [2] [4] [6] [7] [3]
सरल सूत्र सी और विस्तृत भौतिक और रासायनिक गुणों के बीच अंतर को समझने से इंजीनियरों, खरीदारों और संयंत्र संचालकों को अपने सिस्टम के लिए सही दानेदार सक्रिय कार्बन ग्रेड निर्दिष्ट करने की अनुमति मिलती है, जिससे विश्वसनीय सोखना प्रदर्शन, लंबे मीडिया जीवन और सुरक्षित, किफायती संचालन प्राप्त होता है। दानेदार सक्रिय कार्बन का चयन करते समय, सूत्र से परे देखना और कच्चे माल, सक्रियण विधि, छिद्र संरचना, सतह रसायन विज्ञान, राख सामग्री और प्रमाणन पर ध्यान केंद्रित करना आवश्यक है ताकि दानेदार सक्रिय कार्बन औद्योगिक और नगरपालिका वातावरण की मांग में अपेक्षित परिणाम दे सके। [14] [12] [13] [1] [7] [3] [10]
दानेदार सक्रिय कार्बन को आम तौर पर अनुभवजन्य सूत्र सी दिया जाता है, जो मौलिक कार्बन के समान होता है, जिसका दाढ़ द्रव्यमान लगभग 12.01 ग्राम/मोल और सीएएस संख्या 7440‑44‑0 होता है। यह संकेतन इस तथ्य को दर्शाता है कि दानेदार सक्रिय कार्बन निश्चित अनुपात में कई तत्वों के साथ एक अलग आणविक यौगिक के बजाय कार्बन का एक ठोस रूप है। [2] [4] [5]
हां, वास्तविक दानेदार सक्रिय कार्बन में आमतौर पर सतह पर ऑक्सीजन और हाइड्रोजन सहित अन्य तत्वों की थोड़ी मात्रा होती है, साथ ही राख के अंश में पोटेशियम, सोडियम, कैल्शियम, मैग्नीशियम, लोहा, सिलिकॉन और एल्यूमीनियम जैसे अकार्बनिक तत्व भी होते हैं। ये गैर-कार्बन घटक सोखने के व्यवहार को प्रभावित कर सकते हैं और दानेदार सक्रिय कार्बन के उत्पादन के दौरान कच्चे माल के सावधानीपूर्वक चयन और शुद्धिकरण या धुलाई के चरणों द्वारा नियंत्रित होते हैं। [9] [8] [6] [3]
दानेदार सक्रिय कार्बन और ग्रेफाइट दोनों हेक्सागोनल रूप से व्यवस्थित कार्बन परमाणुओं पर आधारित हैं, लेकिन ग्रेफाइट में एक उच्च क्रम वाली स्तरित संरचना होती है, जबकि दानेदार सक्रिय कार्बन अधिक अव्यवस्थित और खंडित होता है, जिसमें कई दोष और क्रॉस-लिंक्ड प्लेटलेट्स होते हैं। यह विकार सूक्ष्म‑, मेसो‑ और मैक्रोपोर का निर्माण करता है जो दानेदार सक्रिय कार्बन को इसकी बहुत उच्च आंतरिक सतह क्षेत्र और शक्तिशाली सोखने की क्षमता देता है। [11] [1] [7] [14] [10]
नियामक दस्तावेज़ और सुरक्षा डेटा शीट सक्रिय कार्बन और दानेदार सक्रिय कार्बन के लिए फॉर्मूला सी का उपयोग करते हैं क्योंकि प्रमुख तत्व कार्बन है और मूल रासायनिक पहचान कार्बन ठोस है। सूक्ष्म तत्वों, राख सामग्री और सतह रसायन विज्ञान के बारे में विस्तृत जानकारी आमतौर पर दानेदार सक्रिय कार्बन के मूल अनुभवजन्य सूत्र को बदलने के बजाय तकनीकी डेटा शीट और विश्लेषण प्रमाणपत्रों में अलग से प्रदान की जाती है। [8] [4] [5] [6] [2] [3]
दानेदार सक्रिय कार्बन की शुद्धता, राख सामग्री और सतह कार्यात्मक समूह पीने के पानी के उपचार, भोजन और पेय प्रसंस्करण, या दवा उत्पादन जैसे विशिष्ट अनुप्रयोगों में इसके प्रदर्शन को दृढ़ता से प्रभावित करते हैं। उदाहरण के लिए, कम राख, सावधानीपूर्वक नियंत्रित सतह रसायन विज्ञान के साथ उच्च शुद्धता वाले दानेदार सक्रिय कार्बन को संवेदनशील भोजन, पेय और फार्मा उपयोगों के लिए प्राथमिकता दी जाती है, जबकि उच्च कठोरता वाले मजबूत कोयला आधारित दानेदार सक्रिय कार्बन को औद्योगिक जल या गैस शोधन प्रणालियों के लिए चुना जा सकता है। [4] [12] [8] [7] [3] [10]
[1](https://en.wikipedia.org/wiki/Activated_Carbon)
[2](https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C7440440&Mask=20)
[3](https://www.sciencedirect.com/topics/engineeering/granular-activated-Carbon)
[4](https://www.fao.org/fileadmin/user_upload/jecfa_additives/docs/Monograph1/Additive-006.pdf)
[5](https://atamankimya.com/sayfalar.asp?भाषा आईडी=2&id=3322&id2=11855)
[6](https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4673353/)
[7](https://www.chemviron.eu/what-is-activated-Carbon/)
[8](https://www.hemicalbook.com/ChemicalProductProperty_EN_CB9418149.htm)
[9](https://www.chembk.com/en/chem/activated%20Carbon)
[10](https://activated-karan.com/insights/granular-activated-carbon/)
[11](https://www.activatedCarbon.in/chemistry-structure/)
[12](https://www.wwdmag.com/what-is-articles/article/10939799/what-is-granular-activated-Carbon-gac)
[13](https://puragen.com/uk/insights/granular-activated-carbon/)
[14](https://wqa.org/wp-content/uploads/2022/09/2016_GAC.pdf)
[15](https://en.wikipedia.org/wiki/Activated_Carbon)
[16](https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Activated-Charcoal)
[17](https://www.sciencedirect.com/topics/chemistry/activated-Carbon)
[18](https://hidronixwater.com/granular-activated-Carbon-fact-शीट/)
[19](https://www.sciencedirect.com/topics/neuroscience/activated-Carbon)
[20](https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Activated%20Charcoal)
