Ottimizazione di a struttura di i pori di carbone poroso -Ⅱ

Benvenuti à u nostru situ web per infurmazioni è cunsultazioni nantu à i prudutti.

U nostru situ web:https://www.vet-china.com/

 

Metudu d'attivazione fisica è chimica

U metudu d'attivazione fisica è chimica si riferisce à u metudu di preparazione di materiali porosi cumbinendu i dui metudi d'attivazione sopra menzionati. In generale, l'attivazione chimica hè realizata prima, è dopu l'attivazione fisica hè realizata. Prima, immergete a cellulosa in una soluzione di H3PO4 à 68% ~ 85% à 85 ℃ per 2 ore, poi carbonizatela in un fornu à muffola per 4 ore, è poi attivatela cù CO2. A superficia specifica di u carbone attivatu ottenutu era alta cum'è 3700 m2 · g-1. Pruvate à aduprà fibra di sisal cum'è materia prima, è attivate a fibra di carbone attivatu (ACF) ottenuta da l'attivazione di H3PO4 una volta, riscaldatela à 830 ℃ sottu prutezzione N2, è poi aduprate u vapore acqueo cum'è attivatore per l'attivazione secundaria. A superficia specifica di l'ACF ottenuta dopu à 60 minuti d'attivazione hè stata significativamente migliorata.

 

Caratterizazione di e prestazioni di a struttura di i pori di l'attivazionecarbone

 
I metudi di caratterizazione di e prestazioni di u carbone attivatu cumunimenti usati è l'indicazioni d'applicazione sò mostrati in a Tavula 2. E caratteristiche di a struttura di i pori di u materiale ponu esse testate da dui aspetti: analisi di i dati è analisi di l'imagine.

 

Prugressu di a ricerca nantu à a tecnulugia di ottimizazione di a struttura di i pori di u carbone attivatu

Ancu s'è u carbone attivatu hà pori ricchi è una superficia specifica enorme, hà prestazioni eccellenti in parechji campi. Tuttavia, per via di a so larga selettività di materie prime è di e cundizioni di preparazione cumplesse, i prudutti finiti anu generalmente i svantaghji di una struttura caotica di i pori, una superficia specifica diversa, una distribuzione disordinata di a dimensione di i pori è proprietà chimiche di a superficia limitate. Dunque, ci sò svantaghji cum'è un dosaggio elevatu è una adattabilità stretta in u prucessu di applicazione, chì ùn ponu micca risponde à i requisiti di u mercatu. Dunque, hè di grande impurtanza pratica ottimizà è regulà a struttura è migliurà e so prestazioni di utilizzazione cumplete. I metudi cumunimenti usati per ottimizà è regulà a struttura di i pori includenu a regulazione chimica, a miscelazione di polimeri è a regulazione di l'attivazione catalitica.

 

Tecnulugia di regulazione chimica

A tecnulugia di regulazione chimica si riferisce à u prucessu di attivazione secundaria (mudificazione) di i materiali porosi ottenuti dopu l'attivazione cù reagenti chimichi, erodendu i pori originali, espandendu i micropori, o creendu ulteriormente novi micropori per aumentà a superficia specifica è a struttura di i pori di u materiale. In generale, u pruduttu finitu di una attivazione hè generalmente immersu in 0,5 ~ 4 volte di soluzione chimica per regulà a struttura di i pori è aumentà a superficia specifica. Tutti i tipi di soluzioni acide è alcaline ponu esse aduprate cum'è reagenti per l'attivazione secundaria.

 

Tecnulugia di mudificazione di l'ossidazione superficiale acida

A mudificazione di l'ossidazione acida di a superficia hè un metudu di regulazione cumunimenti utilizatu. À una temperatura adatta, l'ossidanti acidi ponu arricchisce i pori in u carbone attivatu, migliurà a so dimensione di i pori è dragà i pori bluccati. Attualmente, a ricerca naziunale è straniera si cuncentra principalmente nantu à a mudificazione di l'acidi inorganici. HN03 hè un ossidante cumunimenti utilizatu, è parechji studiosi utilizanu HN03 per mudificà u carbone attivatu. Tong Li et al. [28] anu trovu chì HN03 pò aumentà u cuntenutu di gruppi funziunali chì cuntenenu ossigenu è azotu nantu à a superficia di u carbone attivatu è migliurà l'effettu di adsorbimentu di u mercuriu.

Mudificendu u carbone attivatu cù HN03, dopu a mudificazione, a superficia specifica di u carbone attivatu hè diminuita da 652 m2·g-1 à 241 m2·g-1, a dimensione media di i pori hè aumentata da 1,27 nm à 1,641 nm, è a capacità di adsorbimentu di benzofenone in benzina simulata hè aumentata di 33,7%. Mudificendu u carbone attivatu di legnu cù una cuncentrazione di volume di HN03 di 10% è 70%, rispettivamente. I risultati mostranu chì a superficia specifica di u carbone attivatu mudificatu cù 10% HN03 hè aumentata da 925,45 m2·g-1 à 960,52 m2·g-1; dopu a mudificazione cù 70% HN03, a superficia specifica hè diminuita à 935,89 m2·g-1. I tassi di rimozione di Cu2+ da u carbone attivatu mudificatu cù duie cuncentrazioni di HN03 eranu sopra à 70% è 90%, rispettivamente.

Per u carbone attivatu utilizatu in u campu di l'adsorbimentu, l'effettu di l'adsorbimentu dipende micca solu da a struttura di i pori, ma ancu da e proprietà chimiche di a superficia di l'adsorbente. A struttura di i pori determina a superficia specifica è a capacità di adsorbimentu di u carbone attivatu, mentre chì e proprietà chimiche di a superficia influenzanu l'interazzione trà u carbone attivatu è l'adsorbatu. Infine, hè statu trovu chì a mudificazione acida di u carbone attivatu ùn pò micca solu aghjustà a struttura di i pori in u carbone attivatu è sbulicà i pori bluccati, ma ancu aumentà u cuntenutu di gruppi acidi nantu à a superficia di u materiale è migliurà a polarità è l'idrofilicità di a superficia. A capacità di adsorbimentu di l'EDTA da u carbone attivatu mudificatu da HCI hè aumentata di 49,5% paragunata à quella prima di a mudificazione, chì era megliu cà quella di a mudificazione HNO3.

Carbone attivatu cummerciale mudificatu cù HNO3 è H2O2 rispettivamente! E superfici specifiche dopu a mudificazione eranu 91,3% è 80,8% di quelle prima di a mudificazione, rispettivamente. Novi gruppi funziunali chì cuntenenu ossigenu cum'è carbossile, carbonile è fenolu sò stati aghjunti à a superficia. A capacità di adsorbimentu di nitrobenzene per mudificazione HNO3 era a megliu, chì era 3,3 volte quella prima di a mudificazione. Si hè trovu chì l'aumentu di u cuntenutu di gruppi funziunali chì cuntenenu ossigenu in u carbone attivatu dopu a mudificazione à l'acidu hà purtatu à un aumentu di u numeru di punti attivi superficiali, chì hà avutu un effettu direttu nantu à u miglioramentu di a capacità di adsorbimentu di l'adsorbatu bersagliu.

In paragone cù l'acidi inorganici, ci sò pochi rapporti nantu à a mudificazione di l'acidu organicu di u carbone attivatu. Paragunate l'effetti di a mudificazione di l'acidu organicu nantu à e proprietà di a struttura di i pori di u carbone attivatu è l'adsorbimentu di metanolu. Dopu a mudificazione, a superficia specifica è u vulume tutale di i pori di u carbone attivatu sò diminuiti. Più forte hè l'acidità, più grande hè a diminuzione. Dopu a mudificazione cù l'acidu ossalicu, l'acidu tartaricu è l'acidu citricu, a superficia specifica di u carbone attivatu hè diminuita da 898,59 m2·g-1 à 788,03 m2·g-1, 685,16 m2·g-1 è 622,98 m2·g-1 rispettivamente. Tuttavia, a microporosità di u carbone attivatu hè aumentata dopu a mudificazione. A microporosità di u carbone attivatu mudificatu cù l'acidu citricu hè aumentata da 75,9% à 81,5%.

A mudificazione di l'acidu ossalicu è di l'acidu tartaricu hè benefica per l'adsorbimentu di u metanolu, mentre chì l'acidu citricu hà un effettu inhibitoriu. Tuttavia, J.Paul Chen et al. [35] anu trovu chì u carbone attivatu mudificatu cù l'acidu citricu pò migliurà l'adsorbimentu di l'ioni di rame. Lin Tang et al. [36] anu mudificatu u carbone attivatu cummerciale cù l'acidu formicu, l'acidu ossalicu è l'acidu aminosulfonicu. Dopu a mudificazione, a superficia specifica è u vulume di i pori sò stati ridutti. Gruppi funziunali chì cuntenenu ossigenu cum'è 0-HC-0, C-0 è S=0 sò stati furmati nantu à a superficia di u pruduttu finitu, è sò apparsi canali incisi irregulari è cristalli bianchi. A capacità di adsorbimentu à l'equilibriu di l'acetone è di l'isopropanolu hè ancu aumentata significativamente.

 

Tecnulugia di mudificazione di e soluzioni alcaline

Certi studiosi anu ancu utilizatu una suluzione alcalina per realizà l'attivazione secundaria nantu à u carbone attivatu. Impregnate u carbone attivatu fattu in casa à basa di carbone cù una suluzione di Na0H di diverse concentrazioni per cuntrullà a struttura di i pori. I risultati anu dimustratu chì una concentrazione alcalina più bassa era favurevule à l'aumentu è l'espansione di i pori. U megliu effettu hè statu ottenutu quandu a concentrazione di massa era di 20%. U carbone attivatu avia a più alta superficia specifica (681m2·g-1) è u vulume di pori (0.5916cm3·g-1). Quandu a concentrazione di massa di Na0H supera u 20%, a struttura di i pori di u carbone attivatu hè distrutta è i parametri di a struttura di i pori cumincianu à diminuisce. Questu hè perchè l'alta concentrazione di suluzione di Na0H corroderà u scheletru di carbone è un gran numeru di pori crolleranu.

Preparazione di carbone attivatu d'alta prestazione per miscelazione di polimeri. I precursori eranu a resina furfurale è l'alcol furfurilico, è l'etilenglicole era l'agente formante i pori. A struttura di i pori hè stata cuntrullata aghjustendu u cuntenutu di i trè polimeri, è hè statu ottenutu un materiale porosu cù una dimensione di pori trà 0,008 è 5 μm. Certi studiosi anu dimustratu chì u film di poliuretanu-imide (PUI) pò esse carbonizatu per ottene un film di carbone, è a struttura di i pori pò esse cuntrullata cambiendu a struttura moleculare di u prepolimeru di poliuretanu (PU) [41]. Quandu u PUI hè riscaldatu à 200 °C, si generanu PU è poliimmide (PI). Quandu a temperatura di trattamentu termicu aumenta à 400 °C, a pirolisi di PU produce gas, risultendu in a furmazione di una struttura di pori nantu à u film PI. Dopu a carbonizazione, si ottiene un film di carbone. Inoltre, u metudu di miscelazione di polimeri pò ancu migliurà alcune proprietà fisiche è meccaniche di u materiale finu à un certu puntu.

 

Tecnulugia di regulazione di l'attivazione catalitica

A tecnulugia di regulazione di l'attivazione catalitica hè in realtà una cumbinazione di metudu d'attivazione chimica è metudu d'attivazione di gas à alta temperatura. In generale, e sustanze chimiche sò aghjunte à e materie prime cum'è catalizatori, è i catalizatori sò aduprati per aiutà u prucessu di carbonizazione o d'attivazione per ottene materiali di carbone porosi. In generale, i metalli anu generalmente effetti catalitici, ma l'effetti catalitici varianu.

In fatti, ùn ci hè di solitu nisuna fruntiera evidente trà a regulazione di l'attivazione chimica è a regulazione di l'attivazione catalitica di i materiali porosi. Questu hè perchè i dui metudi aghjunghjenu reagenti durante u prucessu di carbonizazione è attivazione. U rolu specificu di sti reagenti determina se u metudu appartene à a categuria di attivazione catalitica.

A struttura di u materiale di carbone porosu stessu, e proprietà fisiche è chimiche di u catalizatore, e cundizioni di reazione catalitica è u metudu di carica di u catalizatore ponu tutti avè diversi gradi d'influenza nantu à l'effettu di regulazione. Usendu carbone bituminoso cum'è materia prima, Mn(N03)2 è Cu(N03)2 cum'è catalizatori ponu preparà materiali porosi chì cuntenenu ossidi metallichi. A quantità adatta d'ossidi metallichi pò migliurà a porosità è u vulume di i pori, ma l'effetti catalitici di i diversi metalli sò ligeramente diversi. Cu(N03)2 pò prumove u sviluppu di pori in a gamma di 1,5 ~ 2,0 nm. Inoltre, l'ossidi metallichi è i sali inorganici cuntenuti in a cenere di materia prima ghjucheranu ancu un rolu cataliticu in u prucessu d'attivazione. Xie Qiang et al. [42] anu cridutu chì a reazione d'attivazione catalitica d'elementi cum'è u calciu è u ferru in a materia inorganica pò prumove u sviluppu di pori. Quandu u cuntenutu di sti dui elementi hè troppu altu, a proporzione di pori medii è grandi in u pruduttu aumenta significativamente.

 

Cunclusione

Ancu s'è u carbone attivatu, cum'è u materiale di carbone porosu verde u più utilizatu, hà ghjucatu un rolu impurtante in l'industria è in a vita, hà sempre un grande putenziale per u miglioramentu in l'espansione di e materie prime, a riduzione di i costi, u miglioramentu di a qualità, u miglioramentu di l'energia, l'estensione di a vita è u miglioramentu di a resistenza. Truvà materie prime di carbone attivatu di alta qualità è economiche, sviluppà una tecnulugia di pruduzzione di carbone attivatu pulita è efficiente, è ottimizà è regulà a struttura di i pori di u carbone attivatu secondu i diversi campi d'applicazione serà una direzzione impurtante per migliurà a qualità di i prudutti di carbone attivatu è prumove u sviluppu di alta qualità di l'industria di u carbone attivatu.