O carvão ativado da casca da fruta é um material de adsorção de alto-desempenho amplamente utilizado no tratamento de água, purificação de ar, processamento de alimentos e na indústria química. Seu excelente desempenho de adsorção se deve principalmente à sua composição química e microestrutura únicas.
Do ponto de vista químico, o carvão ativado da casca da fruta é composto principalmente de carbono, normalmente excedendo 90%. O esqueleto de carbono é a base de sua capacidade de adsorção, formando uma estrutura microporosa e mesoporosa bem-desenvolvida, proporcionando uma grande área superficial específica, normalmente atingindo 1.000-1.500 m²/g. Além do carbono, o carvão ativado da casca da fruta também contém pequenas quantidades de elementos como hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. Esses elementos existem na superfície do carvão ativado na forma de grupos funcionais como hidroxila (-OH), carboxila (-COOH) e carbonila (-C=O), que afetam sua polaridade superficial e propriedades de adsorção química.
O carvão ativado de cascas de frutas normalmente é feito de matérias-primas como cascas de nozes, cascas de damasco e cascas de coco, e é produzido por meio de carbonização e ativação em alta-temperatura. O processo de carbonização remove substâncias voláteis e forma uma estrutura preliminar de carbono. A etapa de ativação (normalmente realizada usando métodos de ativação física ou química) expande ainda mais os poros e otimiza a distribuição dos poros através do uso de vapor, dióxido de carbono ou reagentes químicos (como ácido fosfórico ou hidróxido de potássio). As condições de ativação influenciam diretamente os principais indicadores de desempenho do produto final, como o valor de iodo e o valor de adsorção de azul de metileno.
Além disso, o carvão ativado tem um baixo teor de cinzas, normalmente inferior a 5%, composto principalmente de minerais inorgânicos, como silício, alumínio e cálcio. O teor excessivo de cinzas pode reduzir a eficiência de adsorção. Alguns produtos passam por lavagem com ácido ou água para reduzir impurezas e melhorar a pureza.
Em resumo, a composição química do carvão ativado em casca de noz determina sua alta capacidade de adsorção e seletividade, tornando-o um material valioso na proteção ambiental e em aplicações industriais. No futuro, ao manipular grupos funcionais de superfície e estrutura de poros, suas aplicações em separações e catálise de alta{1}precisão poderão ser expandidas ainda mais.