Καλώς ορίσατε στην ιστοσελίδα μας για πληροφορίες και συμβουλές σχετικά με τα προϊόντα.
Ο ιστότοπός μας:https://www.vet-china.com/
Η παρούσα εργασία αναλύει την τρέχουσα αγορά ενεργού άνθρακα, διεξάγει μια εις βάθος ανάλυση των πρώτων υλών του ενεργού άνθρακα, εισάγει τις μεθόδους χαρακτηρισμού της δομής των πόρων, τις μεθόδους παραγωγής, τους παράγοντες που επηρεάζουν και την πρόοδο της εφαρμογής του ενεργού άνθρακα, και εξετάζει τα ερευνητικά αποτελέσματα της τεχνολογίας βελτιστοποίησης της δομής των πόρων του ενεργού άνθρακα, με στόχο την προώθηση του ενεργού άνθρακα ώστε να διαδραματίσει μεγαλύτερο ρόλο στην εφαρμογή πράσινων και χαμηλών εκπομπών άνθρακα τεχνολογιών.
Παρασκευή ενεργού άνθρακα
Γενικά, η παρασκευή ενεργού άνθρακα χωρίζεται σε δύο στάδια: την ενανθράκωση και την ενεργοποίηση.
Διαδικασία ενανθράκωσης
Η ενανθράκωση αναφέρεται στη διαδικασία θέρμανσης του ακατέργαστου άνθρακα σε υψηλή θερμοκρασία υπό την προστασία αδρανούς αερίου για την αποσύνθεση της πτητικής του ύλης και την απόκτηση ενδιάμεσων ανθρακωμένων προϊόντων. Η ενανθράκωση μπορεί να επιτύχει τον αναμενόμενο στόχο προσαρμόζοντας τις παραμέτρους της διεργασίας. Μελέτες έχουν δείξει ότι η θερμοκρασία ενεργοποίησης είναι μια βασική παράμετρος της διεργασίας που επηρεάζει τις ιδιότητες ενανθράκωσης. Οι Jie Qiang et al. μελέτησαν την επίδραση του ρυθμού θέρμανσης ενανθράκωσης στην απόδοση του ενεργού άνθρακα σε έναν κλίβανο μούφλας και διαπίστωσαν ότι ένας χαμηλότερος ρυθμός βοηθά στη βελτίωση της απόδοσης των ανθρακωμένων υλικών και στην παραγωγή υλικών υψηλής ποιότητας.
Διαδικασία ενεργοποίησης
Η ενανθράκωση μπορεί να κάνει τις πρώτες ύλες να σχηματίσουν μια μικροκρυσταλλική δομή παρόμοια με τον γραφίτη και να δημιουργήσουν μια πρωτογενή δομή πόρων. Ωστόσο, αυτοί οι πόροι είναι ακανόνιστοι ή φραγμένοι και κλειστοί από άλλες ουσίες, με αποτέλεσμα μια μικρή ειδική επιφάνεια και απαιτώντας περαιτέρω ενεργοποίηση. Η ενεργοποίηση είναι η διαδικασία περαιτέρω εμπλουτισμού της δομής των πόρων του ενανθράκωμενου προϊόντος, η οποία πραγματοποιείται κυρίως μέσω της χημικής αντίδρασης μεταξύ του ενεργοποιητή και της πρώτης ύλης: μπορεί να προωθήσει τον σχηματισμό πορώδους μικροκρυσταλλικής δομής.
Η ενεργοποίηση περνάει κυρίως από τρία στάδια στη διαδικασία εμπλουτισμού των πόρων του υλικού:
(1) Άνοιγμα των αρχικών κλειστών πόρων (μέσω πόρων)·
(2) Διεύρυνση των αρχικών πόρων (διεύρυνση πόρων)·
(3) Σχηματισμός νέων πόρων (δημιουργία πόρων)·
Αυτά τα τρία αποτελέσματα δεν πραγματοποιούνται μόνα τους, αλλά συμβαίνουν ταυτόχρονα και συνεργιστικά. Γενικά, μέσω των πόρων και της δημιουργίας πόρων, συμβάλλεται η αύξηση του αριθμού των πόρων, ιδιαίτερα των μικροπόρων, κάτι που είναι ευεργετικό για την παρασκευή πορωδών υλικών με υψηλό πορώδες και μεγάλη ειδική επιφάνεια, ενώ η υπερβολική διεύρυνση των πόρων θα προκαλέσει τη συγχώνευση και σύνδεση των πόρων, μετατρέποντας τους μικροπόρους σε μεγαλύτερους πόρους. Επομένως, για να ληφθούν υλικά ενεργού άνθρακα με ανεπτυγμένους πόρους και μεγάλη ειδική επιφάνεια, είναι απαραίτητο να αποφευχθεί η υπερβολική ενεργοποίηση. Οι συνήθως χρησιμοποιούμενες μέθοδοι ενεργοποίησης ενεργού άνθρακα περιλαμβάνουν τη χημική μέθοδο, τη φυσική μέθοδο και τη φυσικοχημική μέθοδο.
Μέθοδος χημικής ενεργοποίησης
Η μέθοδος χημικής ενεργοποίησης αναφέρεται σε μια μέθοδο προσθήκης χημικών αντιδραστηρίων στις πρώτες ύλες και στη συνέχεια θέρμανσης αυτών με την εισαγωγή προστατευτικών αερίων όπως N2 και Ar σε έναν κλίβανο θέρμανσης για την ταυτόχρονη ενανθράκωση και ενεργοποίησή τους. Οι συνήθως χρησιμοποιούμενοι ενεργοποιητές είναι γενικά το NaOH, το KOH και το H3P04. Η μέθοδος χημικής ενεργοποίησης έχει τα πλεονεκτήματα της χαμηλής θερμοκρασίας ενεργοποίησης και της υψηλής απόδοσης, αλλά παρουσιάζει επίσης προβλήματα όπως η μεγάλη διάβρωση, η δυσκολία στην απομάκρυνση των επιφανειακών αντιδραστηρίων και η σοβαρή περιβαλλοντική ρύπανση.
Μέθοδος φυσικής ενεργοποίησης
Η μέθοδος φυσικής ενεργοποίησης αναφέρεται στην απανθράκωση των πρώτων υλών απευθείας στον κλίβανο και στη συνέχεια στην αντίδραση με αέρια όπως CO2 και H2O που εισάγονται σε υψηλή θερμοκρασία για να επιτευχθεί ο σκοπός της αύξησης των πόρων και της επέκτασης των πόρων, αλλά η μέθοδος φυσικής ενεργοποίησης έχει κακή δυνατότητα ελέγχου της δομής των πόρων. Μεταξύ αυτών, το CO2 χρησιμοποιείται ευρέως στην παρασκευή ενεργού άνθρακα επειδή είναι καθαρός, εύκολος στην παραλαβή και χαμηλού κόστους. Χρησιμοποιήστε ανθρακωμένο κέλυφος καρύδας ως πρώτη ύλη και ενεργοποιήστε το με CO2 για να παρασκευάσετε ενεργό άνθρακα με ανεπτυγμένους μικροπόρους, με ειδική επιφάνεια και συνολικό όγκο πόρων 1653m2·g-1 και 0,1045cm3·g-1, αντίστοιχα. Η απόδοση έφτασε το πρότυπο χρήσης ενεργού άνθρακα για πυκνωτές διπλής στρώσης.
Ενεργοποιήστε την πέτρα μούσμουλου με CO2 για την παρασκευή υπερενεργοποιημένου άνθρακα. Μετά από ενεργοποίηση στους 1100℃ για 30 λεπτά, η ειδική επιφάνεια και ο συνολικός όγκος πόρων έφτασαν τα 3500m2·g-1 και 1,84cm3·g-1, αντίστοιχα. Χρησιμοποιήστε CO2 για να πραγματοποιήσετε δευτερογενή ενεργοποίηση σε εμπορικό ενεργό άνθρακα από κέλυφος καρύδας. Μετά την ενεργοποίηση, οι μικροπόροι του τελικού προϊόντος περιορίστηκαν, ο όγκος των μικροπόρων αυξήθηκε από 0,21 cm3·g-1 σε 0,27 cm3·g-1, η ειδική επιφάνεια αυξήθηκε από 627,22 m2·g-1 σε 822,71 m2·g-1 και η ικανότητα προσρόφησης της φαινόλης αυξήθηκε κατά 23,77%.
Άλλοι μελετητές έχουν μελετήσει τους κύριους παράγοντες ελέγχου της διαδικασίας ενεργοποίησης του CO2. Οι Mohammad et al. [21] διαπίστωσαν ότι η θερμοκρασία είναι ο κύριος παράγοντας επιρροής όταν χρησιμοποιείται CO2 για την ενεργοποίηση πριονιδιού από καουτσούκ. Η ειδική επιφάνεια, ο όγκος των πόρων και η μικροπορώδης υφή του τελικού προϊόντος αρχικά αυξήθηκαν και στη συνέχεια μειώθηκαν με την αύξηση της θερμοκρασίας. Οι Cheng Song et al. [22] χρησιμοποίησαν τη μεθοδολογία επιφάνειας απόκρισης για να αναλύσουν τη διαδικασία ενεργοποίησης CO2 των κελυφών μακαντέμια. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η θερμοκρασία ενεργοποίησης και ο χρόνος ενεργοποίησης έχουν τη μεγαλύτερη επίδραση στην ανάπτυξη μικροπόρων ενεργού άνθρακα.
Ώρα δημοσίευσης: 27 Αυγούστου 2024