Benvinguts al nostre lloc web per a informació i consultes sobre productes.
El nostre lloc web:https://www.vet-china.com/
Aquest article analitza el mercat actual del carbó activat, realitza una anàlisi en profunditat de les matèries primeres del carbó activat, introdueix els mètodes de caracterització de l'estructura dels porus, els mètodes de producció, els factors d'influència i el progrés de l'aplicació del carbó activat, i revisa els resultats de la investigació de la tecnologia d'optimització de l'estructura dels porus del carbó activat, amb l'objectiu de promoure que el carbó activat tingui un paper més important en l'aplicació de tecnologies verdes i baixes en carboni.
Preparació de carbó activat
En general, la preparació del carbó activat es divideix en dues etapes: carbonització i activació.
Procés de carbonització
La carbonització es refereix al procés d'escalfar el carbó cru a alta temperatura sota la protecció d'un gas inert per descompondre la seva matèria volàtil i obtenir productes carbonitzats intermedis. La carbonització pot aconseguir l'objectiu esperat ajustant els paràmetres del procés. Els estudis han demostrat que la temperatura d'activació és un paràmetre clau del procés que afecta les propietats de carbonització. Jie Qiang et al. van estudiar l'efecte de la velocitat d'escalfament de la carbonització sobre el rendiment del carbó activat en un forn de mufla i van descobrir que una velocitat més baixa ajuda a millorar el rendiment dels materials carbonitzats i a produir materials d'alta qualitat.
Procés d'activació
La carbonització pot fer que les matèries primeres formin una estructura microcristal·lina similar al grafit i generin una estructura de porus primaris. Tanmateix, aquests porus estan desordenats o bloquejats i tancats per altres substàncies, donant lloc a una petita superfície específica i requerint una activació addicional. L'activació és el procés d'enriquir encara més l'estructura dels porus del producte carbonitzat, que es duu a terme principalment mitjançant la reacció química entre l'activador i la matèria primera: pot promoure la formació d'una estructura microcristal·lina porosa.
L'activació passa principalment per tres etapes en el procés d'enriquiment dels porus del material:
(1) Obrir els porus tancats originalment (a través dels porus);
(2) Ampliació dels porus originals (expansió dels porus);
(3) Formació de nous porus (creació de porus);
Aquests tres efectes no es duen a terme sols, sinó que es produeixen simultàniament i sinèrgicament. En general, la creació de porus afavoreix l'augment del nombre de porus, especialment de microporus, cosa que és beneficiosa per a la preparació de materials porosos amb alta porositat i gran superfície específica, mentre que una expansió excessiva dels porus farà que els porus es fusionin i es connectin, convertint els microporus en porus més grans. Per tant, per obtenir materials de carbó activat amb porus desenvolupats i gran superfície específica, cal evitar l'activació excessiva. Els mètodes d'activació de carbó activat més utilitzats inclouen el mètode químic, el mètode físic i el mètode fisicoquímic.
Mètode d'activació química
El mètode d'activació química fa referència a un mètode d'afegir reactius químics a les matèries primeres i després escalfar-les introduint gasos protectors com N2 i Ar en un forn de calefacció per carbonitzar-les i activar-les alhora. Els activadors més utilitzats són generalment NaOH, KOH i H3PO4. El mètode d'activació química té els avantatges d'una baixa temperatura d'activació i un alt rendiment, però també presenta problemes com ara una gran corrosió, dificultat per eliminar reactius superficials i una greu contaminació ambiental.
Mètode d'activació física
El mètode d'activació física es refereix a la carbonització de les matèries primeres directament al forn i després reaccionar amb gasos com el CO2 i l'H20 introduïts a alta temperatura per aconseguir l'objectiu d'augmentar i expandir els porus, però el mètode d'activació física té una baixa controlabilitat de l'estructura dels porus. Entre ells, el CO2 s'utilitza àmpliament en la preparació de carbó activat perquè és net, fàcil d'obtenir i de baix cost. Utilitzeu closca de coco carbonitzada com a matèria primera i activeu-la amb CO2 per preparar carbó activat amb microporus desenvolupats, amb una superfície específica i un volum total de porus de 1653 m2·g-1 i 0,1045 cm3·g-1, respectivament. El rendiment va assolir l'estàndard d'ús del carbó activat per a condensadors de doble capa.
Activeu la pedra de nespra amb CO2 per preparar carbó súper activat. Després de l'activació a 1100 ℃ durant 30 minuts, la superfície específica i el volum total de porus van arribar fins als 3500 m2·g-1 i 1,84 cm3·g-1, respectivament. Utilitzeu CO2 per realitzar una activació secundària sobre carbó activat de closca de coco comercial. Després de l'activació, els microporus del producte acabat es van estrènyer, el volum de microporus va augmentar de 0,21 cm3·g-1 a 0,27 cm3·g-1, la superfície específica va augmentar de 627,22 m2·g-1 a 822,71 m2·g-1 i la capacitat d'adsorció del fenol va augmentar en un 23,77%.
Altres estudiosos han estudiat els principals factors de control del procés d'activació del CO2. Mohammad et al. [21] van descobrir que la temperatura és el principal factor d'influència quan s'utilitza CO2 per activar serradures de cautxú. La superfície específica, el volum dels porus i la microporositat del producte acabat primer augmentaven i després disminuïen amb l'augment de la temperatura. Cheng Song et al. [22] van utilitzar la metodologia de superfície de resposta per analitzar el procés d'activació del CO2 de les closques de nous de macadàmia. Els resultats van mostrar que la temperatura d'activació i el temps d'activació tenen la major influència en el desenvolupament de microporus de carbó activat.
Data de publicació: 27 d'agost de 2024