Vítejte na našich webových stránkách, kde najdete informace o produktech a konzultace.
Naše webové stránky:https://www.vet-china.com/
Tato práce analyzuje současný trh s aktivním uhlím, provádí hloubkovou analýzu surovin pro aktivní uhlí, představuje metody charakterizace struktury pórů, výrobní metody, ovlivňující faktory a pokrok v aplikaci aktivního uhlí a shrnuje výsledky výzkumu technologie optimalizace struktury pórů aktivního uhlí s cílem podpořit aktivní uhlí, aby hrálo větší roli v aplikaci zelených a nízkouhlíkových technologií.
Příprava aktivního uhlí
Obecně řečeno, příprava aktivního uhlí se dělí na dvě fáze: karbonizaci a aktivaci
Proces karbonizace
Karbonizace označuje proces zahřívání surového uhlí při vysoké teplotě pod ochranou inertního plynu za účelem rozkladu jeho těkavých látek a získání meziproduktů karbonizace. Karbonizace může dosáhnout očekávaného cíle úpravou procesních parametrů. Studie ukázaly, že aktivační teplota je klíčovým procesním parametrem ovlivňujícím vlastnosti karbonizace. Jie Qiang a kol. studovali vliv rychlosti ohřevu karbonizací na výkon aktivního uhlí v muflové peci a zjistili, že nižší rychlost pomáhá zlepšit výtěžnost karbonizovaných materiálů a produkovat vysoce kvalitní materiály.
Proces aktivace
Karbonizace může způsobit, že suroviny vytvoří mikrokrystalickou strukturu podobnou grafitu a vytvoří primární pórovitou strukturu. Tyto póry jsou však neuspořádané nebo blokované a uzavřené jinými látkami, což má za následek malý specifický povrch a vyžaduje další aktivaci. Aktivace je proces dalšího obohacení pórovité struktury karbonizovaného produktu, který se provádí hlavně chemickou reakcí mezi aktivátorem a surovinou: může podpořit tvorbu porézní mikrokrystalické struktury.
Aktivace prochází v procesu obohacování pórů materiálu hlavně třemi fázemi:
(1) Otevření původně uzavřených pórů (skrze póry);
(2) Zvětšení původních pórů (expanze pórů);
(3) Tvorba nových pórů (tvorba pórů);
Tyto tři efekty se neprojevují samostatně, ale vyskytují se současně a synergicky. Obecně řečeno, póry a jejich tvorba přispívají ke zvýšení počtu pórů, zejména mikropórů, což je výhodné pro přípravu porézních materiálů s vysokou pórovitostí a velkým měrným povrchem, zatímco nadměrné rozpínání pórů způsobí jejich slučování a propojení, čímž se mikropóry přemění na větší póry. Proto, aby se získaly materiály s aktivním uhlím s vyvinutými póry a velkým měrným povrchem, je nutné se vyhnout nadměrné aktivaci. Mezi běžně používané metody aktivace aktivního uhlí patří chemická metoda, fyzikální metoda a fyzikálně-chemická metoda.
Metoda chemické aktivace
Metoda chemické aktivace označuje metodu přidávání chemických činidel k surovinám a jejich následným zahříváním zavedením ochranných plynů, jako je N2 a Ar, do topné pece za účelem jejich karbonizace a současné aktivace. Běžně používané aktivátory jsou obecně NaOH, KOH a H3P04. Metoda chemické aktivace má výhody nízké aktivační teploty a vysokého výtěžku, ale také s sebou nese problémy, jako je silná koroze, obtížné odstraňování povrchových činidel a vážné znečištění životního prostředí.
Metoda fyzické aktivace
Metoda fyzikální aktivace spočívá v karbonizaci surovin přímo v peci a následné reakci s plyny, jako je CO2 a H20, zaváděnými při vysoké teplotě, za účelem zvětšení a rozšíření pórů. Metoda fyzikální aktivace však má špatnou kontrolovatelnost struktury pórů. CO2 se široce používá při přípravě aktivního uhlí, protože je čistý, snadno dostupný a levný. Jako surovina se použijí karbonizované kokosové skořápky a aktivují se CO2, čímž se připraví aktivní uhlí s vyvinutými mikroporézy, se specifickým povrchem 1653 m2·g-1 a celkovým objemem pórů 0,1045 cm3·g-1. Výkon dosáhl standardu použití aktivního uhlí pro dvouvrstvé kondenzátory.
Aktivací mišpule pomocí CO2 se připraví superaktivní uhlí. Po aktivaci při 1100 °C po dobu 30 minut dosáhl specifický povrch a celkový objem pórů až 3500 m²·g-1, respektive 1,84 cm³·g-1. Sekundární aktivace se provádí pomocí CO2 na komerčním aktivním uhlí z kokosových skořápek. Po aktivaci se mikroporézy hotového produktu zúžily, objem mikroporéz se zvýšil z 0,21 cm³·g-1 na 0,27 cm³·g-1, specifický povrch se zvýšil z 627,22 m²·g-1 na 822,71 m²·g-1 a adsorpční kapacita fenolu se zvýšila o 23,77 %.
Další vědci studovali hlavní kontrolní faktory procesu aktivace CO2. Mohammad a kol. [21] zjistili, že teplota je hlavním ovlivňujícím faktorem při použití CO2 k aktivaci pryžových pilin. Měrný povrch, objem pórů a mikroporozita hotového produktu se nejprve zvyšovaly a poté snižovaly se zvyšující se teplotou. Cheng Song a kol. [22] použili metodologii odezvových povrchů k analýze procesu aktivace CO2 ve skořápkách makadamových ořechů. Výsledky ukázaly, že aktivační teplota a doba aktivace mají největší vliv na vývoj mikroporéz aktivního uhlí.
Čas zveřejnění: 27. srpna 2024