اندرون خانہ فوکس کی افزودگی کے لیے کون سا ایکٹی ویٹڈ کاربن بہترین کام کرتا ہے؟

غیر مستحکم نامیاتی مرکبات (VOCs) کیا ہیں اور وہ انڈور ہوا کے معیار کے لیے کیوں اہمیت رکھتے ہیں۔

VOCs، یا غیر مستحکم نامیاتی مرکبات، بنیادی طور پر کاربن پر مبنی کیمیکل ہیں جو عام درجہ حرارت پر بیٹھنے پر بخارات بن جاتے ہیں۔ ہم ان کو پینٹ کین، صفائی کرنے والے اسپرے جیسی چیزیں نکالتے ہوئے پاتے ہیں جو ہم سب کے پاس سنک کے نیچے ہے، نیا فرنیچر، اور یہاں تک کہ تعمیر کے دوران استعمال ہونے والا کچھ تعمیراتی سامان۔ مسئلہ یہ ہے کہ یہ ہوا سے چلنے والے کیمیکل دراصل ہماری اندرونی ہوا کو خراب کرتے ہیں اور ہر طرح کے صحت کے مسائل کا سبب بن سکتے ہیں۔ لوگوں کو سر میں درد ہو سکتا ہے یا فوراً چکر آنے لگتے ہیں، لیکن اس بات کا ثبوت بھی موجود ہے کہ طویل مدتی نمائش کو سانس لینے اور دماغی کام کے مسائل سے جوڑتا ہے۔ 2023 کی EPA رپورٹ کے مطابق امریکہ میں زیادہ تر لوگ اپنی زندگی کا تقریباً 90 فیصد عمارتوں کے اندر گزارتے ہیں، اس کا مطلب ہے کہ VOCs ملک بھر میں گھر اور دفاتر دونوں کے بارے میں فکر مند ہونے کے لیے سنجیدہ ہو رہے ہیں۔

فعال کاربن کیسے کام کرتا ہے: داخلی VOCs کو ختم کرنے کے لیے ایڈسورپشن کا سائنس

فعال کاربن جسے ایڈسورپشن کہا جاتا ہے، کے ذریعے فضائی آلودگی کے خاتمے کا کام کرتا ہے۔ بنیادی طور پر، گیس کے مالیکیولز کاربن کی سطح پر چپک جاتے ہیں کیونکہ اس میں بہت سے ننے سوراخ ہوتے ہیں۔ درحقیقت، ایک گرام کاربن میں 2 نینومیٹر سے کم سے لے کر تقریباً 50 نینومیٹر سائز تک ہزاروں خوردبینی سوراخ ہوتے ہیں۔ یہ سوراخ ہر گرام کاربن کو 1,000 سے 3,000 مربع میٹر تک کا رقبہ فراہم کرتے ہیں، جو تقریباً 2 سے 5 مکمل سائز کے ٹینس کورٹس کے برابر ہے! یہ مواد فارمل ڈیہائیڈ (جس کا سائز تقریباً 0.45 نینومیٹر ہوتا ہے) اور بینزین (تقریباً 0.6 نینومیٹر) جیسے مضر مادوں کو پکڑ لیتا ہے۔ یہ وان ڈیر والز قوتوں کی وجہ سے ہوتا ہے جو کمزور کشش ہوتی ہے، اور کچھ حد تک براہ راست کیمیائی بندھن کی وجہ سے بھی۔ یہ عام ایبسورپشن سے مختلف ہے جہاں چیزوں کو کسی دوسری چیز میں حل کر دیا جاتا ہے۔ ایڈسورپشن میں، مالیکیولز لفٹر کے مواد پر براہ راست چپک جاتے ہیں۔

گھروں اور دفاتر میں گیسی آلودگی کے خاتمے کے لیے کیمیائی فلٹریشن کیوں ضروری ہے

معیاری ہیپا فلٹرز ذرات کو تو پکڑتے ہیں لیکن گیسیاتی وی او سیز کو ختم نہیں کرتے۔ تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ فعال کاربن فلٹرز 48 گھنٹوں کے اندر ہوا میں موجود کیمیکلز کے 60 سے 90 فیصد تک ختم کر سکتے ہیں۔ نئی فرنیچر، صاف کرنے والے ایجنٹس یا ایندھن کے ذرائع والی جگہوں میں یہ کیمیکل فلٹریشن انتہائی ضروری ہے، جہاں وی او سی کی سطح باہر کے مقابلے میں 2 سے 5 گنا زیادہ ہو سکتی ہے۔

مسام کی ساخت اور سطحی رقبہ: وی او سی کی ایڈسورپشن کارکردگی پر ان کے اثرات

خورد مسامات بمقابلہ میزو مسامات: مسام کے سائز کو وی او سی کے مالیکیولر ابعاد کے مطابق بنانا

یہ دیکھنے کے لیے کہ اندرون خانہ وی او سیز کو فعال کاربن کتنی اچھی طرح ختم کرتا ہے، یہ دیکھنا ضروری ہے کہ اس کے رَموز (pores) آلودگی کے ذرات کے سائز سے مطابقت رکھتے ہیں یا نہیں۔ 2 نینومیٹر سے چھوٹے رَموز فارمل ڈی ہائیڈ جیسے چھوٹے وی او سیز کو پکڑنے کے لیے بہترین ہوتے ہیں جس کا سائز تقریباً 0.45 نینومیٹر ہوتا ہے۔ 2 سے 50 نینومیٹر تک کے بڑے رَموز تولوئین جیسے بڑے مالیکیولز کو قید کرنے کے لیے زیادہ مناسب ہوتے ہیں جس کا سائز تقریباً 0.67 نینومیٹر ہوتا ہے۔ 2022 میں 'بلڈنگ اینڈ اینوائرمنٹ' جرنل میں شائع ہونے والی تحقیق نے بینزین کی صفائی کے حوالے سے بھی ایک دلچسپ بات دریافت کی۔ انہوں نے پایا کہ زیادہ سے زیادہ ایڈسوپشن تب ہوتی ہے جب تقریباً 0.6 تا 0.9 نینومیٹر کی مائیکروپور سپیس دستیاب ہو۔ اس بات کو صحیح کرنا بہت اہم ہے کیونکہ یہ وہ اثر پیدا کرتا ہے جسے مالیکیولر سیونگ ایفیکٹ کہا جاتا ہے۔ جب تمام چیزوں کی مناسب طریقے سے مناسبت ہو تو، کاربن زیادہ آلودگی کو قید کر لیتا ہے بغیر اپنی جذب کرنے کی صلاحیت کو ضائع کیے۔

سرفیس ایریا اور اندرون خانہ وی او سیز کی صفائی کے لیے فلٹر کی کارکردگی سے اس کا تعلق

کاربن فلٹر کی سطح پر دستیاب جگہ کا حجم اس بات کو براہ راست متاثر کرتا ہے کہ وہ کتنے VOC مالیکیولز کو روک سکتا ہے۔ عام طور پر 1000 مربع میٹر فی گرام سے زیادہ BET سطح والے کاربن فلٹرز عام اندرون خانہ آلودگی کے ذرات کو روکنے کی صلاحیت میں تقریباً 40 فیصد بہتری دکھاتے ہیں۔ اس بارے میں سوچیں: اس قسم کے فعال کاربن کے ہر گرام کا رقبہ تقریباً 1.5 ٹینس کورٹس کے مجموعی رقبے کے برابر ہوتا ہے۔ اس وسیع سطحی رقبے کی وجہ سے گیسوں کے آلودہ ذرات چپکنے کے لیے بہت سی جگہیں موجود ہوتی ہیں۔ لیبارٹری کے تجربات ظاہر کرتے ہیں کہ مثالی حالات میں یہ زیادہ سطح والے کاربن limonene اور xylene جیسی اشیاء سمیت تقریباً 98% VOCs کو ختم کر سکتے ہیں۔ تاہم حقیقی زندگی میں کیا ہوتا ہے، یہ شدید حد تک ماحول میں ہوا کی رفتار اور نمی کی سطح جیسے عوامل پر منحصر ہوتا ہے۔

ڈیٹا کی بصیرت: 1000 m²/g سے زیادہ BET سطح والے اندرون خانہ VOCs کی خاطر خواہ نکالنے کی صلاحیت بڑھاتے ہیں

تجربوں سے پتہ چلتا ہے کہ وہ کاربن مواد جن کی BET سطح کا رقبہ فی گرام 1200 مربع میٹر سے زائد ہوتا ہے، جب تراکیز ایک ملین حجم میں ایک حصے سے کم ہوں تو تقریباً 92 فیصد عضوی مرکبات کو برقرار رکھ سکتے ہیں۔ یہ نتیجہ ان مواد کے مقابلے میں قابلِ ذکر بہتر ہے جن کی سطح کا رقبہ صرف 800 مربع میٹر فی گرام ہوتا ہے اور جن میں صرف 68 فیصد کی مقدار برقرار رہتی ہے۔ اسا کیوں ہوتا ہے؟ دراصل، یہ بہترین نتائج مواد کی ساخت کے اندر خالوں (پورز) کی بہتر تعلق کی وجہ سے حاصل ہوتے ہیں۔ جب خالے بہتر طریقے سے آپس میں منسلک ہوتے ہیں، تو اضافی عمل کے دوران سطح پر جڑنے والے مالیکیولز کو کم مزاحمت کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ اس قسم کے مواد سے بنے اعلیٰ کارکردگی والے فلٹرز عام طور پر گھروں میں چھ سے نو ماہ تک چلتے ہیں، جو آج کل بازار میں دستیاب عام فلٹرز کے مقابلے میں تقریباً 30 فیصد زیادہ عرصہ ہے۔ اگرچہ ان کی ابتدائی قیمت زیادہ ہو سکتی ہے، لیکن زیادہ تر گھر کے مالک یہ پاتے ہیں کہ لمبے عرصے میں دیکھا جائے تو یہ فلٹرز درحقیقت پیسے بچاتے ہیں کیونکہ انہیں بار بار تبدیل کرنے کی ضرورت نہیں ہوتی۔