የቀዳዳ የካርቦን ቀዳዳ መዋቅር ማመቻቸት -Ⅱ

ለምርት መረጃ እና ምክክር ወደ ድህረ ገጻችን እንኳን በደህና መጡ።

ድህረ ገጻችን፦https://www.vet-china.com/

 

የፊዚካል እና ኬሚካላዊ ማነቃቂያ ዘዴ

የፊዚካል እና ኬሚካላዊ ማግበር ዘዴ ከላይ የተጠቀሱትን ሁለት የማግበሪያ ዘዴዎችን በማጣመር ቀዳዳ ያላቸውን ቁሳቁሶች የማዘጋጀት ዘዴን ያመለክታል። በአጠቃላይ፣ የኬሚካል ማግበር መጀመሪያ ይከናወናል፣ ከዚያም አካላዊ ማግበር ይከናወናል። በመጀመሪያ ሴሉሎስን በ85℃ ሙቀት ለ2 ሰዓታት በ68% ~ 85% H3PO4 መፍትሄ ውስጥ ያጠቡ፣ ከዚያም ለ4 ሰዓታት በሙፍል ምድጃ ውስጥ ካርቦኔት ያድርጉት፣ ከዚያም በCO2 ያነቃቁት። የተገኘው የተነቃቂው ካርቦን የተወሰነ የገጽታ ስፋት እስከ 3700m2·g-1 ከፍ ያለ ነበር። የሲሳል ፋይበርን እንደ ጥሬ እቃ ለመጠቀም ይሞክሩ፣ እና በH3PO4 ማግበሪያ የተገኘውን የተነቃቂው የካርቦን ፋይበር (ACF) አንድ ጊዜ አነቃቅተው፣ በN2 ጥበቃ ስር እስከ 830℃ ድረስ ያሞቁት፣ ከዚያም ለሁለተኛ ጊዜ ማግበሪያ የውሃ ትነት እንደ ማግበሪያ ተጠቅመዋል። ከ60 ደቂቃ ማግበሪያ በኋላ የተገኘው የACF የተወሰነ የገጽታ ስፋት በከፍተኛ ሁኔታ ተሻሽሏል።

 

የተነቃቁ የቀዳዳ መዋቅር አፈፃፀም ባህሪካርቦን

 
በብዛት ጥቅም ላይ የዋሉ የነቃ የካርቦን አፈጻጸም የባህሪይ ዘዴዎች እና የአተገባበር አቅጣጫዎች በሰንጠረዥ 2 ውስጥ ይታያሉ። የቁሱ የቀዳዳ መዋቅር ባህሪያት ከሁለት ገጽታዎች ሊፈተኑ ይችላሉ፡ የውሂብ ትንተና እና የምስል ትንተና።

 

የነቃ ካርቦን ቀዳዳ መዋቅር ማመቻቸት ቴክኖሎጂ የምርምር እድገት

ምንም እንኳን የተነቃነቀ ካርቦን የበለፀገ ቀዳዳዎች እና ሰፊ የሆነ የገጽታ ስፋት ቢኖረውም፣ በብዙ መስኮች እጅግ በጣም ጥሩ አፈጻጸም አለው። ሆኖም፣ በሰፊው የጥሬ እቃ ምርጫ እና ውስብስብ የዝግጅት ሁኔታዎች ምክንያት፣ የተጠናቀቁ ምርቶች በአጠቃላይ የስርወ-ስርወ-ስርወ-ስርዓት፣ የተለያዩ የተወሰነ የገጽታ ስፋት፣ የተዛባ የቀዳዳ መጠን ስርጭት እና የተገደበ የገጽታ ኬሚካላዊ ባህሪያት ጉዳቶች አሏቸው። ስለዚህ፣ በማመልከቻ ሂደት ውስጥ እንደ ትልቅ መጠን እና ጠባብ መላመድ ያሉ ጉዳቶች አሉ፣ እነዚህም የገበያ መስፈርቶችን ማሟላት አይችሉም። ስለዚህ፣ አወቃቀሩን ማመቻቸት እና መቆጣጠር እና አጠቃላይ የአጠቃቀም አፈፃፀሙን ማሻሻል ትልቅ ተግባራዊ ጠቀሜታ አለው። የቀዳዳ መዋቅርን ለማመቻቸት እና ለመቆጣጠር በብዛት ጥቅም ላይ የሚውሉ ዘዴዎች የኬሚካል ቁጥጥር፣ የፖሊመር ማደባለቅ እና የካታሊቲክ ማግበር ቁጥጥር ያካትታሉ።

 

የኬሚካል ቁጥጥር ቴክኖሎጂ

የኬሚካል ቁጥጥር ቴክኖሎጂ የሚያመለክተው በኬሚካል ሪአጀንቶች ከተነቃ በኋላ የተገኙ ቀዳዳ ያላቸው ቁሶች ሁለተኛ ደረጃ ማግበር (ማሻሻያ) ሂደትን፣ የመጀመሪያዎቹን ቀዳዳዎች መሸርሸርን፣ ማይክሮፖሮችን ማስፋፋት ወይም የቁሳቁሱን የተወሰነ የገጽታ ስፋት እና የቀዳዳ መዋቅር ለመጨመር አዳዲስ ማይክሮፖሮችን በመፍጠር ነው። በአጠቃላይ የአንድ ማግበር የተጠናቀቀው ምርት በአጠቃላይ የቀዳዳውን መዋቅር ለመቆጣጠር እና የተወሰነውን የገጽታ ስፋት ለመጨመር በኬሚካል መፍትሄ ውስጥ 0.5 ~ 4 እጥፍ ይጠመቃል። ሁሉም አይነት የአሲድ እና የአልካላይን መፍትሄዎች ለሁለተኛ ጊዜ ማግበር እንደ ሪአጀንቶች ሊያገለግሉ ይችላሉ።

 

የአሲድ ወለል ኦክሳይድ ማሻሻያ ቴክኖሎጂ

የአሲድ ወለል ኦክሳይድ ማሻሻያ በተለምዶ ጥቅም ላይ የሚውል የቁጥጥር ዘዴ ነው። በተገቢው የሙቀት መጠን፣ የአሲድ ኦክሲዳንቶች በተነቃ ካርቦን ውስጥ ያሉትን ቀዳዳዎች ማበልጸግ፣ የቀዳዳውን መጠን ማሻሻል እና የተዘጉ ቀዳዳዎችን መቆፈር ይችላሉ። በአሁኑ ጊዜ የሀገር ውስጥ እና የውጭ ጥናቶች በዋናነት የሚያተኩሩት ኢንኦርጋኒክ አሲዶችን በማሻሻል ላይ ነው። HN03 በብዛት ጥቅም ላይ የሚውል ኦክሲዳንት ሲሆን ብዙ ምሁራን የተነቃ ካርቦንን ለማሻሻል HN03ን ይጠቀማሉ። ቶንግ ሊ እና ሌሎች [28] HN03 በተነቃ ካርቦን ወለል ላይ ኦክስጅን የያዙ እና ናይትሮጅን የያዙ ተግባራዊ ቡድኖችን ይዘት ሊጨምር እና የሜርኩሪ የመምጠጥ ውጤትን ሊያሻሽል እንደሚችል ደርሰውበታል።

በHN03 የተነቃቃ ካርቦንን ማሻሻል፣ ከተሻሻለ በኋላ፣ የተነቃ ካርቦን የተወሰነ የገጽታ ስፋት ከ652m2·g-1 ወደ 241m2·g-1 ቀንሷል፣ አማካይ የቀዳዳ መጠን ከ1.27nm ወደ 1.641nm ጨምሯል፣ እና በተመሰለው ቤንዚን ውስጥ የቤንዞፌኖን የመምጠጥ አቅም በ33.7% ጨምሯል። የእንጨት የተነቃ ካርቦንን በቅደም ተከተል በ10% እና 70% የHN03 መጠን ክምችት ማሻሻል። ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት በ10% HN03 የተሻሻለው የተነቃ ካርቦን የተወሰነ የገጽታ ስፋት ከ925.45m2·g-1 ወደ 960.52m2·g-1 ጨምሯል፤ በ70% HN03 ከተሻሻለ በኋላ፣ የተወሰነው የገጽታ ስፋት ወደ 935.89m2·g-1 ቀንሷል። በሁለት የHN03 ክምችት በተሻሻለው በተነቃ ካርቦን የCu2+ የማስወገጃ መጠን በቅደም ተከተል ከ70% እና 90% በላይ ነበር።

በመምጠጥ መስክ ውስጥ ጥቅም ላይ ለሚውለው የተነቃ ካርቦን፣ የመምጠጥ ውጤቱ የሚወሰነው በቀዳዳው መዋቅር ላይ ብቻ ሳይሆን በመምጠጥ ወለል ኬሚካላዊ ባህሪያት ላይም ጭምር ነው። የቀዳዳው መዋቅር የተነቃ ካርቦንን የተወሰነ የገጽታ ስፋት እና የመምጠጥ አቅም የሚወስን ሲሆን የገጽታ ኬሚካል ባህሪያት ደግሞ በተነቃ ካርቦን እና በአድሶርባት መካከል ያለውን መስተጋብር ይነካሉ። በመጨረሻም የተነቃ ካርቦን አሲድ ማሻሻያ በተነቃ ካርቦን ውስጥ ያለውን የቀዳዳ መዋቅር ማስተካከል እና የታገዱ ቀዳዳዎችን ማጽዳት ብቻ ሳይሆን በቁሱ ወለል ላይ ያሉትን የአሲድ ቡድኖች ይዘት መጨመር እና የገጽታውን ፖላሪቲ እና ሃይድሮፊሊቲ ማሳደግ እንደሚችል ተረጋግጧል። በHCI የተሻሻለው በተነቃ ካርቦን የEDTA የመምጠጥ አቅም ከመሻሻሉ በፊት ከነበረው ጋር ሲነጻጸር በ49.5% ጨምሯል፣ ይህም ከHNO3 ማሻሻያ የተሻለ ነበር።

በHNO3 እና H2O2 የተሻሻለ የንግድ ገቢር ካርቦን በቅደም ተከተል! ከተሻሻለው በኋላ የተገለጹት የወለል ቦታዎች ከማሻሻያው በፊት በቅደም ተከተል 91.3% እና 80.8% ነበሩ። እንደ ካርቦክሲል፣ ካርቦክሲል እና ፊኖል ያሉ አዳዲስ ኦክስጅን የያዙ ተግባራዊ ቡድኖች ወደ ወለሉ ተጨምረዋል። ​​በHNO3 ማሻሻያ የናይትሮቤንዜን የመምጠጥ አቅም በHNO3 ማሻሻያ ምርጡ ነበር፣ ይህም ከመሻሻሉ በፊት ከነበረው 3.3 እጥፍ ነበር። ከአሲድ ማሻሻያ በኋላ በተነቃቁ ካርቦን ውስጥ የኦክስጅን የያዙ ተግባራዊ ቡድኖች ይዘት መጨመር የገጽታ ንቁ ነጥቦች ብዛት እንዲጨምር እንዳደረገ ተረጋግጧል፣ ይህም የታለመውን adsorbat የመምጠጥ አቅም በማሻሻል ላይ ቀጥተኛ ተጽእኖ አሳድሯል።

ከኢንኦርጋኒክ አሲዶች ጋር ሲነጻጸር፣ ስለ ኦርጋኒክ አሲድ ማሻሻያ በተነቃ ካርቦን የቀዳዳ መዋቅር ባህሪያት እና በሜታኖል መምጠጥ ላይ የኦርጋኒክ አሲድ ማሻሻያ ውጤቶችን ያወዳድሩ። ከተስተካከለ በኋላ፣ የተወሰነው የገጸ-ባህሪ ስፋት እና የገጸ-ባህሪው የቀዳዳ መጠን ቀንሷል። የአሲድነት መጠኑ በጠነከረ ቁጥር እየቀነሰ ይሄዳል። ከኦክሳሊክ አሲድ፣ ታርታሪክ አሲድ እና ሲትሪክ አሲድ ጋር ከተስተካከለ በኋላ፣ የተነቃ ካርቦን የተወሰነው የገጽታ ስፋት በቅደም ተከተል ከ898.59m2·g-1 ወደ 788.03m2·g-1፣ 685.16m2·g-1 እና 622.98m2·g-1 ቀንሷል። ሆኖም፣ ከተስተካከለ በኋላ የተነቃ ካርቦን ማይክሮፖሮሲስ ጨምሯል። በሲትሪክ አሲድ የተሻሻለው የተነቃ ካርቦን ማይክሮፖሮሲስ ከ75.9% ወደ 81.5% ጨምሯል።

ኦክሳሊክ አሲድ እና ታርታሪክ አሲድ ማሻሻያ ለሜታኖል መምጠጥ ጠቃሚ ሲሆኑ፣ ሲትሪክ አሲድ ደግሞ የመከልከል ውጤት አለው። ሆኖም፣ ጄ.ፖል ቼን እና ሌሎች [35] በሲትሪክ አሲድ የተሻሻለው ካርቦን የመዳብ አየኖችን መምጠጥ ሊያሻሽል እንደሚችል ደርሰውበታል። ሊን ታንግ እና ሌሎች [36] የተሻሻለው የንግድ ገቢር ካርቦን ከፎርሚክ አሲድ፣ ኦክሳሊክ አሲድ እና አሚኖሰልፎኒክ አሲድ ጋር። ከተሻሻለ በኋላ፣ የተወሰነው የገጽታ ስፋት እና የቀዳዳ መጠን ቀንሷል። እንደ 0-HC-0፣ C-0 እና S=0 ያሉ ኦክስጅን የያዙ ተግባራዊ ቡድኖች በተጠናቀቀው ምርት ወለል ላይ ተፈጥረዋል፣ እና ያልተስተካከሉ የተቀረጹ ቻናሎች እና ነጭ ክሪስታሎች ታይተዋል። የአሴቶን እና የኢሶፕሮፓኖል ሚዛን የመምጠጥ አቅምም በከፍተኛ ሁኔታ ጨምሯል።

 

የአልካላይን መፍትሄ ማሻሻያ ቴክኖሎጂ

አንዳንድ ምሁራን በተነቃ ካርቦን ላይ ሁለተኛ ደረጃ ማግበርን ለማከናወን የአልካላይን መፍትሄን ተጠቅመዋል። የቀዳዳውን መዋቅር ለመቆጣጠር በቤት ውስጥ በከሰል ላይ የተመሰረተ የተነቃ ካርቦንን በተለያዩ ክምችቶች በNa0H መፍትሄ ይክሉት። ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት ዝቅተኛ የአልካላይን ክምችት ቀዳዳውን ለመጨመር እና ለማስፋፋት ምቹ ነበር። ምርጡ ውጤት የተገኘው የጅምላ ክምችት 20% ሲሆን ነው። የተነቃው ካርቦን ከፍተኛው የተወሰነ የገጽታ ስፋት (681m2·g-1) እና የቀዳዳ መጠን (0.5916cm3·g-1) ነበረው። የNa0H የጅምላ ክምችት ከ20% ሲበልጥ የተነቃው ካርቦን ቀዳዳ መዋቅር ይወድማል እና የቀዳዳው መዋቅር መለኪያዎች መቀነስ ይጀምራሉ። ይህ የሆነበት ምክንያት ከፍተኛ የNa0H መፍትሄ ክምችት የካርቦን አፅሙን ስለሚያበላሽ እና ብዙ ቁጥር ያላቸው ቀዳዳዎች ይወድቃሉ።

በፖሊመር ማደባለቅ ከፍተኛ አፈጻጸም ያለው ገቢር ካርቦን ማዘጋጀት። ቀዳሚዎቹ የፉርፉራል ሙጫ እና የፉርፉሪል አልኮሆል ነበሩ፣ እና ኤቲሊን ግላይኮል የቀዳዳ ቅርጽ ያለው ወኪል ነበር። የቀዳዳ መዋቅር የተቆጣጠረው የሶስቱ ፖሊመሮች ይዘት በማስተካከል ሲሆን ከ0.008 እስከ 5 μm መካከል የሆነ ቀዳዳ ያለው ቀዳዳ ያለው ቁሳቁስ ተገኝቷል። አንዳንድ ምሁራን የፖሊዩረቴን-ኢሚድ ፊልም (PUI) የካርቦን ፊልም ለማግኘት ካርቦናዊ ሊሆን እንደሚችል አረጋግጠዋል፣ እና ቀዳዳው መዋቅር የፖሊዩረቴን (PU) ፕሪፖሊመር ሞለኪውላዊ መዋቅርን በመቀየር ሊቆጣጠር ይችላል [41]። PUI ወደ 200°ሴ ሲሞቅ፣ PU እና ፖሊይሚድ (PI) ይፈጠራሉ። የሙቀት ማከሚያ ሙቀት ወደ 400°ሴ ሲጨምር፣ PU ፒሮሊሲስ ጋዝ ያመነጫል፣ ይህም በPI ፊልም ላይ የቀዳዳ መዋቅር እንዲፈጠር ያደርጋል። ከካርቦኔዜሽን በኋላ የካርቦን ፊልም ይገኛል። በተጨማሪም፣ የፖሊመር ማደባለቅ ዘዴ የቁሳቁሱን አንዳንድ አካላዊ እና ሜካኒካል ባህሪያት በተወሰነ ደረጃ ሊያሻሽል ይችላል።

 

የካታሊቲክ ማግበር መቆጣጠሪያ ቴክኖሎጂ

የካታሊቲክ ማግበር መቆጣጠሪያ ቴክኖሎጂ በእውነቱ የኬሚካል ማግበር ዘዴ እና ከፍተኛ የሙቀት መጠን ያለው የጋዝ ማግበር ዘዴ ጥምረት ነው። በአጠቃላይ፣ ኬሚካሎች ወደ ጥሬ እቃዎቹ እንደ ማግበርያዎች ይጨመራሉ፣ እና ማግበርያዎቹ የካርቦኔዜሽን ወይም የማግበር ሂደትን ቀዳዳ ያለው የካርቦን ቁሳቁሶችን ለማግኘት ይረዳሉ። በአጠቃላይ፣ ብረቶች በአጠቃላይ ካታሊቲክ ውጤቶች አሏቸው፣ ነገር ግን የካታሊቲክ ተፅእኖዎች ይለያያሉ።

እንደ እውነቱ ከሆነ፣ በኬሚካል ማግበር ደንብ እና በቀዳዳ ቁሶች ካታሊቲክ ማግበር ደንብ መካከል ግልጽ የሆነ ድንበር የለም። ይህ የሆነበት ምክንያት ሁለቱም ዘዴዎች በካርቦኔዜሽን እና በማግበር ሂደት ወቅት ሬጀንቶችን ስለሚጨምሩ ነው። የእነዚህ ሬጀንቶች ልዩ ሚና ዘዴው የካታሊቲክ ማግበር ምድብ መሆን አለመሆኑን ይወስናል።

የቀዳዳው የካርቦን ቁሳቁስ አወቃቀር፣ የካሳቴሩ አካላዊ እና ኬሚካላዊ ባህሪያት፣ የካታሊቲክ ምላሽ ሁኔታዎች እና የካሳቴተር ጭነት ዘዴ ሁሉም በተቆጣጣሪው ውጤት ላይ የተለያዩ የውጤት ደረጃዎች ሊኖራቸው ይችላል። ቢትሙኒየም ከሰልን እንደ ጥሬ እቃ በመጠቀም፣ Mn(N03)2 እና Cu(N03)2 እንደ ካሳቴላይቶች የብረት ኦክሳይድ የያዙ ቀዳዳ ቁሳቁሶችን ማዘጋጀት ይችላሉ። ተገቢው የብረት ኦክሳይድ መጠን ቀዳዳውን እና ቀዳዳውን መጠን ሊያሻሽል ይችላል፣ ነገር ግን የተለያዩ ብረቶች ካታሊቲክ ተፅእኖዎች ትንሽ የተለያዩ ናቸው። Cu(N03)2 በ1.5~2.0nm ክልል ውስጥ ቀዳዳዎችን እድገት ሊያበረታታ ይችላል። በተጨማሪም፣ በጥሬ እቃ አመድ ውስጥ የሚገኙት የብረት ኦክሳይድ እና ኦርጋኒክ ጨዎች በማግበር ሂደት ውስጥ ካታሊቲክ ሚና ይጫወታሉ። Xie Qiang et al. [42] እንደ ካልሲየም እና ብረት ባሉ ኦርጋኒክ ቁሶች ውስጥ ያሉ ንጥረ ነገሮች ካታሊቲክ ማግበር ምላሽ የቀዳዳዎችን እድገት ሊያበረታታ እንደሚችል ያምናሉ። የእነዚህ ሁለት ንጥረ ነገሮች ይዘት በጣም ከፍተኛ ሲሆን በምርቱ ውስጥ ያለው መካከለኛ እና ትልቅ ቀዳዳዎች መጠን በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራል።

 

መደምደሚያ

ምንም እንኳን የተነቃነቀ ካርቦን፣ በስፋት ጥቅም ላይ የዋለው አረንጓዴ ቀዳዳ ያለው የካርቦን ቁሳቁስ እንደመሆኑ መጠን በኢንዱስትሪ እና በህይወት ውስጥ ትልቅ ሚና ቢጫወትም፣ አሁንም በጥሬ እቃ መስፋፋት፣ በወጪ ቅነሳ፣ በጥራት ማሻሻያ፣ በኢነርጂ ማሻሻያ፣ በእድሜ ማራዘሚያ እና በጥንካሬ ማሻሻያ ረገድ ትልቅ እምቅ አቅም አለው። ከፍተኛ ጥራት ያለው እና ርካሽ የተነቃነቀ የካርቦን ጥሬ እቃዎችን ማግኘት፣ ንጹህ እና ቀልጣፋ የተነቃነቀ የካርቦን ማምረቻ ቴክኖሎጂን ማዳበር፣ እና የተነቃነቀ የካርቦን ቀዳዳ መዋቅርን በተለያዩ የአተገባበር መስኮች ማመቻቸት እና መቆጣጠር የነቃ የካርቦን ምርቶችን ጥራት ለማሻሻል እና የተነቃቀውን የካርቦን ኢንዱስትሪ ከፍተኛ ጥራት ያለው እድገት ለማሳደግ አስፈላጊ አቅጣጫ ይሆናል።