Bonvenon al nia retejo por produktaj informoj kaj konsultado.
Nia retejo:https://www.vet-china.com/
Fizika kaj kemia aktiviga metodo
Fizika kaj kemia aktiviga metodo rilatas al la metodo de preparado de poraj materialoj per kombinado de la supre menciitaj du aktivigaj metodoj. Ĝenerale, kemia aktivigo estas farita unue, kaj poste fizika aktivigo. Unue, trempigu celulozon en 68%~85% H3PO4-solvaĵo je 85℃ dum 2 horoj, poste karbigu ĝin en mufla forno dum 4 horoj, kaj poste aktivigu ĝin per CO2. La specifa surfaca areo de la akirita aktivigita karbono estis tiel alta kiel 3700m2·g-1. Provu uzi sisalfibron kiel krudmaterialon, kaj aktivigu la aktivigitan karbonfibron (ACF) akiritan per H3PO4-aktivigo unufoje, varmigu ĝin ĝis 830℃ sub N2-protekto, kaj poste uzu akvan vaporon kiel aktivigilon por sekundara aktivigo. La specifa surfaca areo de ACF akirita post 60 minutoj da aktivigo estis signife plibonigita.
Karakterizado de la porstruktura agado de aktivigitakarbono
Ofte uzataj metodoj por karakterizi la funkciadon de aktivigita karbo kaj aplikinstrukcioj estas montritaj en Tabelo 2. La karakterizaĵoj de la porstrukturo de la materialo povas esti testitaj el du aspektoj: datumanalizo kaj bildanalizo.
Esplorprogreso pri teknologio por optimumigi porstrukturon de aktivigita karbono
Kvankam aktivigita karbo havas riĉajn porojn kaj grandegan specifan surfacareon, ĝi havas bonegan funkciadon en multaj kampoj. Tamen, pro sia vasta selektiveco de krudmaterialoj kaj kompleksaj preparkondiĉoj, la finitaj produktoj ĝenerale havas malavantaĝojn de kaosa porstrukturo, malsama specifa surfacareo, malorda porgrandeca distribuo kaj limigitaj surfacaj kemiaj ecoj. Tial ekzistas malavantaĝoj kiel granda dozo kaj mallarĝa adaptiĝemo en la aplika procezo, kiuj ne povas kontentigi la merkatajn postulojn. Tial estas tre praktika signifo optimumigi kaj reguligi la strukturon kaj plibonigi ĝian ampleksan utiligan funkciadon. Ofte uzataj metodoj por optimumigi kaj reguligi porstrukturon inkluzivas kemian reguligon, polimermiksadon kaj katalizan aktivigan reguligon.
Kemia reguliga teknologio
Kemia reguliga teknologio rilatas al la procezo de sekundara aktivigo (modifo) de poraj materialoj akiritaj post aktivigo per kemiaj reakciaĵoj, eroziante la originalajn porojn, vastigante la mikroporojn, aŭ plue kreante novajn mikroporojn por pliigi la specifan surfacareon kaj poran strukturon de la materialo. Ĝenerale parolante, la preta produkto de unu aktivigo estas ĝenerale mergita en 0,5~4-oblan kvanton da kemia solvaĵo por reguligi la poran strukturon kaj pliigi la specifan surfacareon. Ĉiuspecaj acidaj kaj alkalaj solvaĵoj povas esti uzataj kiel reakciaĵoj por sekundara aktivigo.
Teknologio por modifo de acida surfaco-oksidado
Modifo de acida surfaco-oksidado estas ofte uzata reguliga metodo. Je taŭga temperaturo, acidaj oksidantoj povas riĉigi la porojn ene de aktivigita karbo, plibonigi ĝian porgrandecon, kaj forigi blokitajn porojn. Nuntempe, enlanda kaj eksterlanda esplorado ĉefe fokusiĝas al la modifo de neorganikaj acidoj. HN03 estas ofte uzata oksidanto, kaj multaj akademiuloj uzas HN03 por modifi aktivigitan karbonon. Tong Li kaj aliaj [28] trovis, ke HN03 povas pliigi la enhavon de oksigen-entenantaj kaj nitrogen-entenantaj funkciaj grupoj sur la surfaco de aktivigita karbono kaj plibonigi la adsorban efikon de hidrargo.
Modifante aktivigitan karbonon per HN03, post la modifo, la specifa surfaca areo de la aktivigita karbono malpliiĝis de 652 m²·g-1 al 241 m²·g-1, la averaĝa porgrandeco pliiĝis de 1,27 nm al 1,641 nm, kaj la adsorba kapacito de benzofenono en simulita benzino pliiĝis je 33,7%. Modifante lignon per aktivigita karbono kun 10% kaj 70% volumena koncentriĝo de HN03, respektive. La rezultoj montras, ke la specifa surfaca areo de la aktivigita karbono modifita per 10% HN03 pliiĝis de 925,45 m²·g-1 al 960,52 m²·g-1; post modifo kun 70% HN03, la specifa surfaca areo malpliiĝis al 935,89 m²·g-1. La forigaj rapidecoj de Cu2+ per aktivigita karbono modifita per du koncentriĝoj de HN03 estis super 70% kaj 90%, respektive.
Por aktivigita karbo uzata en la adsorba kampo, la adsorba efiko dependas ne nur de la pora strukturo sed ankaŭ de la surfacaj kemiaj ecoj de la adsorbanto. La pora strukturo determinas la specifan surfacareon kaj adsorban kapaciton de aktivigita karbo, dum la surfacaj kemiaj ecoj influas la interagadon inter aktivigita karbo kaj adsorbato. Fine oni trovis, ke acida modifo de aktivigita karbo povas ne nur ĝustigi la poran strukturon ene de la aktivigita karbo kaj malŝtopi la porojn, sed ankaŭ pliigi la enhavon de acidaj grupoj sur la surfaco de la materialo kaj plibonigi la polusecon kaj hidrofilecon de la surfaco. La adsorba kapacito de EDTA per aktivigita karbo modifita per HCI pliiĝis je 49.5% kompare kun tio antaŭ la modifo, kio estis pli bona ol tiu de HNO3-modifo.
Modifita komerca aktivigita karbo kun HNO3 kaj H2O2 respektive! La specifaj surfacareoj post modifo estis 91.3% kaj 80.8% de tiuj antaŭ modifo, respektive. Novaj oksigen-entenantaj funkciaj grupoj kiel karboksilo, karbonilo kaj fenolo estis aldonitaj al la surfaco. La adsorba kapacito de nitrobenzeno per HNO3-modifo estis la plej bona, kiu estis 3.3-obla ol antaŭ modifo. Oni trovis, ke la pliiĝo en la enhavo de oksigen-entenantaj funkciaj grupoj en aktivigita karbo post acida modifo kondukis al pliiĝo en la nombro de surfac-aktivaj punktoj, kio havis rektan efikon al plibonigo de la adsorba kapacito de la cela adsorbato.
Kompare kun neorganikaj acidoj, ekzistas malmultaj raportoj pri la modifo de aktivigita karbo per organika acido. Komparu la efikojn de modifo de organika acido sur la porstrukturajn ecojn de aktivigita karbo kaj la adsorbadon de metanolo. Post modifo, la specifa surfaca areo kaj la totala porvolumeno de aktivigita karbo malpliiĝis. Ju pli forta la acideco, des pli granda la malpliiĝo. Post modifo per oksala acido, tartara acido kaj citrata acido, la specifa surfaca areo de aktivigita karbo malpliiĝis de 898,59 m²·g-1 al 788,03 m²·g-1, 685,16 m²·g-1 kaj 622,98 m²·g-1 respektive. Tamen, la mikroporeco de aktivigita karbo pliiĝis post modifo. La mikroporeco de aktivigita karbo modifita per citrata acido pliiĝis de 75,9% al 81,5%.
Modifo per oksala acido kaj tartara acido utilas al la adsorbado de metanolo, dum citrata acido havas inhibician efikon. Tamen, J. Paul Chen et al. [35] trovis, ke modifita aktivigita karbono per citrata acido povas plibonigi la adsorbadon de kuprojonoj. Lin Tang et al. [36] modifis komercan aktivigitan karbonon per formika acido, oksala acido kaj aminosulfona acido. Post modifo, la specifa surfaca areo kaj porvolumeno reduktiĝis. Oksigenentenantaj funkciaj grupoj kiel 0-HC-0, C-0 kaj S=0 formiĝis sur la surfaco de la preta produkto, kaj neegalaj gratitaj kanaloj kaj blankaj kristaloj aperis. La ekvilibra adsorba kapacito de acetono kaj izopropanolo ankaŭ signife pliiĝis.
Teknologio de modifo de alkala solvaĵo
Kelkaj fakuloj ankaŭ uzis alkalan solvaĵon por plenumi sekundaran aktivigon sur aktivigita karbo. Trempu memfaritan karbobazitan aktivigitan karbonon per Na₂H-solvaĵo de malsamaj koncentriĝoj por kontroli la porstrukturon. La rezultoj montris, ke pli malalta alkala koncentriĝo kontribuis al porpliiĝo kaj vastiĝo. La plej bona efiko estis atingita kiam la masa koncentriĝo estis 20%. La aktivigita karbo havis la plej altan specifan surfacareon (681 m²·g⁻¹) kaj porvolumenon (0,5916 cm³·g⁻¹). Kiam la masa koncentriĝo de Na₂H superas 20%, la porstrukturo de aktivigita karbo estas detruita kaj la porstrukturaj parametroj komencas malpliiĝi. Ĉi tio estas ĉar la alta koncentriĝo de Na₂H-solvaĵo korodos la karbonskeleton kaj granda nombro da poroj kolapsos.
Preparado de alt-efikeca aktivigita karbono per polimera miksado. La antaŭuloj estis furfurala rezino kaj furfurila alkoholo, kaj etilenglikolo estis la por-forma agento. La pora strukturo estis kontrolita per alĝustigo de la enhavo de la tri polimeroj, kaj pora materialo kun pora grandeco inter 0,008 kaj 5 μm estis akirita. Kelkaj akademiuloj pruvis, ke poliuretana-imida filmo (PUI) povas esti karbonigita por akiri karbonan filmon, kaj la pora strukturo povas esti kontrolita per ŝanĝo de la molekula strukturo de poliuretana (PU) antaŭpolimero [41]. Kiam PUI estas varmigita ĝis 200 °C, PU kaj poliimido (PI) estos generitaj. Kiam la varmotraktada temperaturo altiĝas ĝis 400 °C, PU-pirolizo produktas gason, rezultante en la formado de pora strukturo sur la PI-filmo. Post karbonigado, karbonan filmon oni akiras. Krome, la polimera miksadmetodo ankaŭ povas plibonigi iujn fizikajn kaj mekanikajn ecojn de la materialo ĝis ia grado.
Teknologio de kataliza aktiviga reguligo
La teĥnologio de kataliza aktiviga reguligo estas fakte kombinaĵo de kemia aktiviga metodo kaj alttemperatura gasa aktiviga metodo. Ĝenerale, kemiaj substancoj estas aldonitaj al la krudmaterialoj kiel kataliziloj, kaj la kataliziloj estas uzataj por helpi la karbigan aŭ aktivigan procezon por akiri porajn karbonajn materialojn. Ĝenerale parolante, metaloj ĝenerale havas katalizajn efikojn, sed la katalizaj efikoj varias.
Fakte, kutime ne ekzistas evidenta limo inter kemia aktivigreguligo kaj kataliza aktivigreguligo de poraj materialoj. Tio estas ĉar ambaŭ metodoj aldonas reakciilojn dum la karbiga kaj aktiviga procezo. La specifa rolo de ĉi tiuj reakciiloj determinas ĉu la metodo apartenas al la kategorio de kataliza aktivigo.
La strukturo de la pora karbona materialo mem, la fizikaj kaj kemiaj ecoj de la katalizilo, la katalizaj reakciaj kondiĉoj kaj la metodo de katalizila ŝarĝo povas ĉiuj havi malsamajn gradojn de influo sur la reguliga efiko. Uzante bitumozan karbon kiel krudan materialon, Mn(N03)2 kaj Cu(N03)2 kiel kataliziloj povas prepari porajn materialojn enhavantajn metalajn oksidojn. La taŭga kvanto de metalaj oksidoj povas plibonigi la porecon kaj porvolumenon, sed la katalizaj efikoj de malsamaj metaloj estas iomete malsamaj. Cu(N03)2 povas antaŭenigi la disvolviĝon de poroj en la gamo de 1,5~2,0 nm. Krome, la metalaj oksidoj kaj neorganikaj saloj enhavitaj en la cindro de la kruda materialo ankaŭ ludos katalizan rolon en la aktiviga procezo. Xie Qiang et al. [42] kredis, ke la kataliza aktiviga reakcio de elementoj kiel kalcio kaj fero en neorganika materio povas antaŭenigi la disvolviĝon de poroj. Kiam la enhavo de ĉi tiuj du elementoj estas tro alta, la proporcio de mezgrandaj kaj grandaj poroj en la produkto signife pliiĝas.
Konkludo
Kvankam aktivigita karbo, kiel la plej vaste uzata verda pora karbona materialo, ludis gravan rolon en industrio kaj vivo, ĝi ankoraŭ havas grandan potencialon por plibonigo en krudmateriala vastiĝo, kostoredukto, kvalitoplibonigo, energioplibonigo, vivlongigo kaj fortoplibonigo. Trovi altkvalitajn kaj malmultekostajn aktivigitajn karbonajn krudmaterialojn, evoluigi puran kaj efikan aktivigitan karbonan produktadoteknologion, kaj optimumigi kaj reguligi la porstrukturon de aktivigita karbo laŭ malsamaj aplikaj kampoj estos grava direkto por plibonigi la kvaliton de aktivigitaj karbonaj produktoj kaj antaŭenigi la altkvalitan disvolviĝon de la aktivigita karbonindustrio.
Afiŝtempo: 27-a de aŭgusto 2024