Electrochemical regeneration
فعال کاربن پر مبنی ایڈسوربنٹس کی الیکٹرو کیمیکل تخلیق نو میں کاربن کی جذب کرنے کی صلاحیت کو بحال کرنے والے الیکٹرو کیمیکل سیل میں برقی کرنٹ کے استعمال کے ساتھ ایڈسوربنٹ کی سطح پر جذب ہونے والے مالیکیولز کو ہٹانا شامل ہے۔ الیکٹرو کیمیکل ری جنریشن تھرمل ری جنریشن کے متبادل کی نمائندگی کرتا ہے جو عام طور پر گندے پانی کے ٹریٹمنٹ ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتا ہے۔ عام جذب کاروں میں پاؤڈرڈ ایکٹیویٹڈ کاربن (پی اے سی)، گرینولر ایکٹیویٹڈ کاربن (جی اے سی) اور ایکٹیویٹڈ کاربن فائبر شامل ہیں۔ ایڈسوربنٹ کے دوبارہ استعمال کے لیے تخلیق نو گندے پانی کے علاج میں، سب سے زیادہ عام طور پر استعمال ہونے والا ایڈسوربنٹ دانے دار فعال کاربن (جی اے سی) ہے، جو اکثر مائع اور گیس کے مرحلے کے اتار چڑھاؤ والے نامیاتی مرکبات اور نامیاتی آلودگیوں دونوں کے علاج کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ فعال کاربن بیڈ زندگی بھر میں مختلف ہوتے ہیں جو کہ ہٹائے جانے والے آلودگیوں کے ارتکاز، ان سے وابستہ ایڈسورپشن آئسوتھرمز، انلیٹ فلو ریٹ اور مطلوبہ خارج ہونے والے مادہ کی رضامندی پر منحصر ہوتے ہیں۔ ان بستروں کی زندگی کا وقت گھنٹوں اور مہینوں کے درمیان ہو سکتا ہے۔ فعال کاربن اکثر اس کی مفید زندگی کے اختتام پر زمین سے بھر جاتا ہے لیکن بعض اوقات اسے دوبارہ پیدا کرنا ممکن ہوتا ہے جس سے اس کی جذب کرنے کی صلاحیت کو بحال کیا جا سکے جس سے اسے دوبارہ استعمال کیا جا سکے۔ تھرمل ری جنریشن سب سے زیادہ موثر ری جنریشن تکنیک ہے لیکن اعلی توانائی اور تجارتی اخراجات اور ایک اہم کاربن فوٹ پرنٹ کے لحاظ سے اس میں خامیاں ہیں۔ ان خرابیوں نے برقی کیمیائی تخلیق نو جیسی متبادل تخلیق نو کی تکنیکوں میں تحقیق کی حوصلہ افزائی کی ہے۔ الیکٹرو کیمیکل طور پر دوبارہ پیدا ہونے والے فعال کاربن ایک بار جب فعال کاربن بیڈ کی جذب کرنے کی صلاحیت آلودہ مالیکیولز کے جذب ہونے سے ختم ہو جاتی ہے، تو کاربن کو الیکٹرو کیمیکل سیل (انوڈ یا کیتھوڈ میں) منتقل کر دیا جاتا ہے جس میں الیکٹرو کیمیکل تخلیق نو ہو سکتی ہے۔ اصول ایسے کئی میکانزم ہیں جن کے ذریعے برقی کیمیائی خلیے سے کرنٹ گزرنے سے آلودگیوں کو خارج کرنے کی حوصلہ افزائی کی جا سکتی ہے۔ الیکٹروڈ پر پیدا ہونے والے آئن تقسیم شدہ خلیے میں مقامی پی ایچ کے حالات کو تبدیل کر سکتے ہیں جو جذب توازن کو متاثر کرتے ہیں اور کاربن کی سطح سے فینول جیسے نامیاتی آلودگیوں کے جذب کو فروغ دیتے ہیں۔ دیگر میکانزم میں پیدا ہونے والے آئنوں اور جذب شدہ آلودگیوں کے درمیان رد عمل شامل ہیں جس کے نتیجے میں ایک ایسی نوع کی تشکیل ہوتی ہے جس میں فعال کاربن کے لیے کم جذب تعلق ہوتا ہے جو بعد میں خارج ہو جاتا ہے، یا کاربن کی سطح پر نامیاتی مادوں کی آکسیڈیٹیو تباہی ہوتی ہے۔ اس بات پر اتفاق کیا گیا ہے کہ اہم میکانزم ڈیسرپشن انڈیوسڈ ری جنریشن پر مبنی ہیں کیونکہ الیکٹرو کیمیکل اثرات سوراخ دار کاربن کی سطح تک محدود ہوتے ہیں لہذا یہ بلک ری جنریشن کے لیے ذمہ دار نہیں ہو سکتے۔ تخلیق نو کی کارکردگی کا استعمال کرتے ہوئے تخلیق نو کے مختلف طریقوں کی کارکردگی کا براہ راست موازنہ کیا جا سکتا ہے۔ اس کی تعریف اس طرح کی گئی ہے: کیتھوڈک ری جنریشن کیتھوڈ کم کرنے والا الیکٹروڈ ہے اور OH− آئنز پیدا کرتا ہے جو مقامی pH حالات کو بڑھاتا ہے۔ پی ایچ میں اضافہ آلودگیوں کو محلول میں خارج کرنے کو فروغ دینے کا اثر ڈال سکتا ہے جہاں وہ انوڈ میں منتقل ہو سکتے ہیں اور آکسیکرن سے گزر سکتے ہیں لہذا تباہی ہو سکتی ہے۔ کیتھوڈک تخلیق نو پر مطالعات نے جذب شدہ نامیاتی آلودگیوں جیسے فینولز کے لیے 85 فیصد کی ترتیب کی تخلیق نو کی استعداد ظاہر کی ہے جو کہ 10-100 mA کے درمیان لاگو دھاروں کے ساتھ 4 گھنٹے کے تخلیق نو کے اوقات پر مبنی ہے۔ تاہم، کیتھوڈ اور انوڈ کے درمیان بڑے پیمانے پر منتقلی کی حدود کی وجہ سے، کیتھوڈ میں اکثر بقیہ آلودگی باقی رہتی ہے جب تک کہ بڑے دھارے یا طویل تخلیق نو کا وقت استعمال نہ کیا جائے۔ انوڈک ری جنریشن آکسیڈائزنگ الیکٹروڈ ہے اور اس کے نتیجے میں الیکٹرولیسس کے دوران مقامی پی ایچ کم ہوتا ہے جو کچھ نامیاتی آلودگیوں کے جذب کو بھی فروغ دیتا ہے۔ انوڈک ڈبے میں فعال کاربن کی تخلیق نو کی استعداد اسی تخلیق نو کے اوقات اور دھاروں کے لیے 5-20% کے درمیان کیتھوڈک ڈبے میں حاصل کی جانے والی استعداد سے کم ہوتی ہے، تاہم انوڈ کی مضبوط آکسیڈائزنگ نوعیت کی وجہ سے کوئی مشاہدہ شدہ بقایا نامیاتی نہیں ہے۔ بار بار ایڈسورپشن-ری جنریشن کاربنسیئس ایڈسوربنٹس کے بڑے حصے کے لیے ری جنریشن کی کارکردگی بعد کے چکروں میں کم ہوتی جاتی ہے جس کے نتیجے میں سوراخوں میں رکاوٹ پیدا ہوتی ہے اور اطلاق شدہ کرنٹ کے ذریعے ایڈسورپشن سائٹس کو نقصان پہنچتا ہے۔ بحالی کی کارکردگی میں کمی عام طور پر فی سائیکل مزید 2 ٪ ہوتی ہے۔ موجودہ سرکردہ ایج ریسرچ الیکٹرو کیمیکل ری جنریشن کے ذریعے اپنی ایڈسورپٹو صلاحیت کے 100% کو دوبارہ پیدا کرنے کے قابل ایڈسوربنٹس تیار کرنے پر مرکوز ہے۔ تجارتی نظام فی الحال تجارتی طور پر دستیاب کاربن پر مبنی جذب-برقی کیمیائی تخلیق نو کے نظام کی ایک بہت ہی محدود تعداد موجود ہے۔ ایک نظام جو موجود ہے وہ کاربن ایڈسوربنٹ کا استعمال کرتا ہے جسے نیکس کہا جاتا ہے ایک مسلسل ایڈسورپشن-ری جنریشن سسٹم میں جو نامیاتی آلودگیوں کو جذب کرنے اور تباہ کرنے کے لیے الیکٹرو کیمیکل ری جنریشن کا استعمال کرتا ہے۔ حوالہ جات تجزیاتی کیمسٹری الیکٹرو کیمسٹری