Aktif Karbon Sol-Jel kaplama Nasıl Yapılır?

Aktif karbon, yüksek yüzey alanı, gözeneklilik ve kimyasal adsorpsiyon kapasitesiyle çevresel arıtma, sensör teknolojisi ve enerji uygulamalarında vazgeçilmez bir malzemedir. Bu güçlü materyalin Sol-Jel yöntemiyle yüzeye kaplanması, yüzeyin işlevselliğini artırmakla kalmaz, aynı zamanda adsorpsiyon kapasitesini ve kimyasal kararlılığını da üst seviyelere çıkarır.

 Gerekli Malzemeler:

• Aktif karbon mikron tozu (1–10 µm aralığında)

• Tetraetil ortosilikat (TEOS) – Sol-Jel matriks oluşturucu

• Etanol – çözücü

• Distile su – hidroliz ajanı

• Asetik asit veya HCl – katalizör

• İsteğe bağlı bağlayıcılar (PVA, PEG vs.)

 Sol Hazırlama Aşamaları:

1. TEOS çözeltisi hazırlanır: Etanol içinde belirli oranlarda TEOS çözülür.

2. Hidroliz işlemi başlatılır: Karışıma damla damla su ve asetik asit eklenerek sol oluşturulur.

3. Aktif karbon eklenir: Mikron boyutlu aktif karbon tozları karışıma yavaşça eklenir ve manyetik karıştırıcı ya da ultrasonik banyo yardımıyla homojen dağılım sağlanır.

4. Yaşlandırma: Hazırlanan sol karışımı birkaç saat karanlık ortamda bekletilir.

 Kaplama Yöntemleri:

• Dip coating (daldırma kaplama)

• Spin coating (döndürme kaplama)

• Spray coating (püskürtme kaplama)

Seçilen yönteme göre alt tabaka cam, metal, seramik veya kompozit olabilir.

 Kurutma ve Kalsinasyon:

• Kurulama: 80–120?°C’de yavaşça kurutulur.

• Isıl işlem (isteğe bağlı): 200–400?°C arasında pişirme yapılabilir (aktif karbonun yapısını bozmadan).

• Bu adım, kaplamanın yüzeye daha iyi tutunmasını sağlar.

 Elde Edilen Özellikler:

• Yüksek gözeneklilik

• Geniş yüzey alanı

• Kimyasal ve termal stabilite

• Yüzey fonksiyonelleştirme

• Adsorpsiyon kapasitesinin artması

 Uygulama Alanları:

• Gaz ve su arıtımı

• Biyosensörler

• Enerji depolama (süperkapasitörler)

• Katalitik yüzeyler

• Medikal yüzey kaplamaları