សេចក្តីផ្តើមនៃកាបូនដែលបានធ្វើឱ្យសកម្ម

កាបូនដែលបានធ្វើឱ្យសកម្ម (AC) សំដៅទៅលើវត្ថុធាតុដើមដែលមានជាតិកាបូនខ្ពស់ ដែលមានសមត្ថភាពស្រូបយក និង porosity ខ្ពស់ ដែលផលិតចេញពីឈើ សំបកដូង ធ្យូងថ្ម និងកោណជាដើម។ AC គឺជាសារធាតុស្រូបយកដែលត្រូវបានគេប្រើញឹកញាប់បំផុតមួយ ដែលប្រើប្រាស់ក្នុងឧស្សាហកម្មផ្សេងៗ សម្រាប់ការដកយកសារធាតុបំពុលជាច្រើនចេញពីទឹក និងខ្យល់។ ដោយសារតែ AC សំយោគពីផលិតផលកសិកម្ម និងកាកសំណល់ វាបានបង្ហាញថាជាជម្រើសដ៏ល្អមួយជំនួសឱ្យប្រភពដែលមិនអាចកកើតឡើងវិញបាន និងមានតម្លៃថ្លៃ ដែលប្រើជាប្រពៃណី។ សម្រាប់ការរៀបចំ AC ដំណើរការមូលដ្ឋានពីរគឺ carbonization និងការធ្វើឱ្យសកម្ម ត្រូវបានប្រើប្រាស់។ នៅក្នុងដំណើរការទីមួយ សារធាតុបឋមត្រូវបានទទួលរងនូវសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ចន្លោះពី 400 ទៅ 850°C ដើម្បីបណ្តេញសមាសធាតុងាយនឹងបង្កជាហេតុទាំងអស់ចេញ។ សីតុណ្ហភាពខ្ពស់យកសមាសធាតុមិនមែនកាបូនទាំងអស់ចេញពីសារធាតុបឋមដូចជាអ៊ីដ្រូសែន អុកស៊ីសែន និងអាសូតក្នុងទម្រង់ជាឧស្ម័ន និងជ័រ។ ដំណើរការនេះផលិតធ្យូងដែលមានមាតិកាកាបូនខ្ពស់ ប៉ុន្តែផ្ទៃ និង porosity ទាប។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ជំហានទីពីរពាក់ព័ន្ធនឹងការធ្វើឱ្យសកម្មនៃធ្យូងសំយោគពីមុន។ ការបង្កើនទំហំរន្ធញើសក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការធ្វើឱ្យសកម្មអាចត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ជាបី៖ ការបើករន្ធញើសដែលមិនអាចចូលប្រើបានពីមុន ការអភិវឌ្ឍរន្ធញើសថ្មីដោយការធ្វើឱ្យសកម្មជ្រើសរើស និងការពង្រីករន្ធញើសដែលមានស្រាប់។
ជាធម្មតា វិធីសាស្រ្តពីរគឺ រូបវន្ត និង គីមី ត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការធ្វើឱ្យសកម្ម ដើម្បីទទួលបានផ្ទៃ និង porosity ដែលចង់បាន។ ការធ្វើឱ្យសកម្មរូបវន្តពាក់ព័ន្ធនឹងការធ្វើឱ្យសកម្មនៃធ្យូងដែលមានកាបូនដោយប្រើឧស្ម័នអុកស៊ីតកម្មដូចជាខ្យល់ កាបូនឌីអុកស៊ីត និងចំហាយទឹកនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (រវាង 650 និង 900°C)។ កាបូនឌីអុកស៊ីតជាធម្មតាត្រូវបានគេពេញចិត្តដោយសារតែធម្មជាតិសុទ្ធរបស់វា ងាយស្រួលក្នុងការដោះស្រាយ និងដំណើរការធ្វើឱ្យសកម្មដែលអាចគ្រប់គ្រងបានប្រហែល 800°C។ ឯកសណ្ឋានរន្ធញើសខ្ពស់អាចទទួលបានជាមួយនឹងការធ្វើឱ្យសកម្មកាបូនឌីអុកស៊ីតបើប្រៀបធៀបទៅនឹងចំហាយទឹក។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សម្រាប់ការធ្វើឱ្យសកម្មរូបវន្ត ចំហាយទឹកត្រូវបានគេពេញចិត្តជាងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងកាបូនឌីអុកស៊ីត ព្រោះ AC ដែលមានផ្ទៃខ្ពស់អាចត្រូវបានផលិត។ ដោយសារតែទំហំម៉ូលេគុលទឹកតូចជាង ការសាយភាយរបស់វានៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធធ្យូងកើតឡើងយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព។ ការធ្វើឱ្យសកម្មដោយចំហាយទឹកត្រូវបានគេរកឃើញថាខ្ពស់ជាងកាបូនឌីអុកស៊ីតប្រហែលពីរទៅបីដងជាមួយនឹងកម្រិតនៃការបំប្លែងដូចគ្នា។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វិធីសាស្រ្តគីមីពាក់ព័ន្ធនឹងការលាយសារធាតុផ្សំជាមួយសារធាតុធ្វើឱ្យសកម្ម (NaOH, KOH និង FeCl3 ។ល។)។ សារធាតុធ្វើឱ្យសកម្មទាំងនេះដើរតួជាសារធាតុអុកស៊ីតកម្ម ក៏ដូចជាសារធាតុសម្ងួតផងដែរ។ នៅក្នុងវិធីសាស្រ្តនេះ កាបូននីយកម្ម និងការធ្វើឱ្យសកម្មត្រូវបានអនុវត្តក្នុងពេលដំណាលគ្នានៅសីតុណ្ហភាពទាបជាង 300-500°C បើប្រៀបធៀបទៅនឹងវិធីសាស្រ្តរូបវន្ត។ ជាលទ្ធផល វាប៉ះពាល់ដល់ការរលួយដោយវិធី pyrolytic ហើយបន្ទាប់មកបណ្តាលឱ្យមានការពង្រីករចនាសម្ព័ន្ធ porous ដែលប្រសើរឡើង និងទិន្នផលកាបូនខ្ពស់។ អត្ថប្រយោជន៍ចម្បងនៃវិធីសាស្រ្តគីមីលើរូបវន្តគឺតម្រូវការសីតុណ្ហភាពទាប រចនាសម្ព័ន្ធ microporosity ខ្ពស់ ផ្ទៃធំ និងពេលវេលាបញ្ចប់ប្រតិកម្មអប្បបរមា។
ឧត្តមភាពនៃវិធីសាស្ត្រធ្វើឱ្យសកម្មគីមីអាចត្រូវបានពន្យល់ដោយផ្អែកលើគំរូដែលបានស្នើឡើងដោយលោក Kim និងសហការីរបស់គាត់ [1] ដែលយោងទៅតាមមីក្រូដូមេនស្វ៊ែរជាច្រើនដែលទទួលខុសត្រូវចំពោះការបង្កើតមីក្រូផូរេសត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុង AC។ ម្យ៉ាងវិញទៀត មេសូផូរេសត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងតំបន់អន្តរមីក្រូដូមេន។ តាមការពិសោធន៍ ពួកគេបានបង្កើតកាបូនដែលបានធ្វើឱ្យសកម្មពីជ័រដែលមានមូលដ្ឋានលើហ្វេណុលដោយការធ្វើឱ្យសកម្មគីមី (ដោយប្រើ KOH) និងការធ្វើឱ្យសកម្មរូបវន្ត (ដោយប្រើចំហាយទឹក) (រូបភាពទី 1)។ លទ្ធផលបានបង្ហាញថា AC សំយោគដោយការធ្វើឱ្យសកម្ម KOH មានផ្ទៃក្រឡាខ្ពស់ 2878 ម៉ែត្រការ៉េ/ក្រាម បើប្រៀបធៀបទៅនឹង 2213 ម៉ែត្រការ៉េ/ក្រាម ដោយការធ្វើឱ្យសកម្មដោយចំហាយទឹក។ លើសពីនេះ កត្តាផ្សេងទៀតដូចជាទំហំរន្ធញើស ផ្ទៃក្រឡា បរិមាណរន្ធញើសតូចៗ និងទទឹងរន្ធញើសជាមធ្យម សុទ្ធតែត្រូវបានគេរកឃើញថាល្អជាងនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌដែលបានធ្វើឱ្យសកម្មដោយ KOH បើប្រៀបធៀបទៅនឹងការធ្វើឱ្យសកម្មដោយចំហាយទឹក។

ភាពខុសគ្នារវាង AC ដែលរៀបចំពីការធ្វើឱ្យសកម្មដោយចំហាយទឹក (C6S9) និងការធ្វើឱ្យសកម្មដោយ KOH (C6K9) រៀងៗខ្លួន ត្រូវបានពន្យល់ទាក់ទងនឹងគំរូមីក្រូស្ត្រុកទ័រ។

អាស្រ័យលើទំហំភាគល្អិត និងវិធីសាស្រ្តនៃការរៀបចំ វាអាចបែងចែកជាបីប្រភេទ៖ ម៉ាស៊ីនត្រជាក់ដំណើរការដោយថាមពល ម៉ាស៊ីនត្រជាក់គ្រាប់ និងម៉ាស៊ីនត្រជាក់គ្រាប់។ ម៉ាស៊ីនត្រជាក់ដំណើរការដោយថាមពលត្រូវបានបង្កើតឡើងពីគ្រាប់ល្អិតៗដែលមានទំហំ 1 ម.ម ដែលមានអង្កត់ផ្ចិតជាមធ្យម 0.15-0.25 ម.ម។ ម៉ាស៊ីនត្រជាក់គ្រាប់មានទំហំធំជាង និងមានផ្ទៃខាងក្រៅតិចជាង។ ម៉ាស៊ីនត្រជាក់គ្រាប់ត្រូវបានប្រើសម្រាប់កម្មវិធីដំណាក់កាលរាវ និងដំណាក់កាលឧស្ម័នផ្សេងៗ អាស្រ័យលើសមាមាត្រវិមាត្ររបស់វា។ ថ្នាក់ទីបី៖ ម៉ាស៊ីនត្រជាក់គ្រាប់ជាទូទៅត្រូវបានសំយោគពីជ័រប្រេងដែលមានអង្កត់ផ្ចិតចាប់ពី 0.35 ដល់ 0.8 ម.ម។ វាត្រូវបានគេស្គាល់ថាមានកម្លាំងមេកានិចខ្ពស់ និងមាតិកាធូលីទាប។ វាត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងកម្មវិធីគ្រែរាវដូចជាការច្រោះទឹកដោយសារតែរចនាសម្ព័ន្ធស្វ៊ែររបស់វា។