Ongi etorri gure webgunera produktuen informazioa eta kontsultak jasotzeko.
Gure webgunea:https://www.vet-china.com/
Aktibazio fisiko eta kimikoaren metodoa
Aktibazio fisiko eta kimikoaren metodoak material porotsuak prestatzeko metodoari egiten dio erreferentzia, goiko bi aktibazio metodoak konbinatuz. Oro har, lehenik aktibazio kimikoa egiten da, eta ondoren fisikoa. Lehenik, zelulosa % 68~% 85eko H3PO4 disoluzioan busti 85 ℃-tan 2 orduz, ondoren, mufla-labe batean karbonizatu 4 orduz, eta gero CO2-rekin aktibatu. Lortutako karbon aktibatuaren azalera espezifikoa 3700 m2·g-1-koa izan zen. Saiatu sisal zuntza lehengai gisa erabiltzen, eta H3PO4 aktibazioaren bidez lortutako karbon aktibatuaren zuntza (ACF) behin aktibatu, N2 babespean 830 ℃-ra berotu, eta ondoren ur-lurruna erabili aktibatzaile gisa bigarren mailako aktibaziorako. 60 minutuko aktibazioaren ondoren lortutako ACF-aren azalera espezifikoa nabarmen hobetu zen.
Aktibatutako poro-egituraren errendimenduaren karakterizazioakarbono
Ikatz aktibatuaren errendimenduaren karakterizazio-metodo ohikoenak eta aplikazio-jarraibideak 2. taulan ageri dira. Materialaren poro-egituraren ezaugarriak bi alderditatik probatu daitezke: datuen analisia eta irudien analisia.
Ikatz aktibatuaren poro-egituraren optimizazio-teknologiaren ikerketa-aurrerapena
Ikatz aktibatuak poro aberatsak eta azalera espezifiko handia baditu ere, errendimendu bikaina du arlo askotan. Hala ere, lehengaien hautakortasun zabala eta prestaketa-baldintza konplexuak direla eta, produktu bukatuek, oro har, desabantailak dituzte: poro-egitura kaotikoa, azalera espezifiko desberdina, poro-tamainaren banaketa desordenatua eta gainazaleko propietate kimiko mugatuak. Hori dela eta, desabantailak daude, hala nola dosi handia eta aplikazio-prozesuan egokitzapen estua, eta horrek ezin ditu merkatuaren eskakizunak bete. Beraz, garrantzi praktiko handikoa da egitura optimizatzea eta erregulatzea eta bere erabilera-errendimendu integrala hobetzea. Poro-egitura optimizatzeko eta erregulatzeko ohiko metodoen artean, erregulazio kimikoa, polimeroen nahasketa eta aktibazio katalitikoaren erregulazioa daude.
Erregulazio kimikoaren teknologia
Erregulazio kimikoaren teknologiak erreaktibo kimikoekin aktibatu ondoren lortutako material porotsuen bigarren mailako aktibazio (aldaketa) prozesuari egiten dio erreferentzia, jatorrizko poroak higatuz, mikroporoak zabalduz edo mikroporo berriak sortuz materialaren azalera espezifikoa eta poro-egitura handitzeko. Oro har, aktibazio baten produktu amaitua, oro har, 0,5~4 aldiz disoluzio kimikoan murgiltzen da poro-egitura erregulatzeko eta azalera espezifikoa handitzeko. Azido eta alkali disoluzio mota guztiak erabil daitezke bigarren mailako aktibaziorako erreaktibo gisa.
Azido gainazaleko oxidazio aldaketa teknologia
Azidoen gainazaleko oxidazioaren aldaketa erregulazio-metodo erabiliena da. Tenperatura egokian, azido oxidatzaileek ikatz aktibatuaren barruko poroak aberastu, poroen tamaina hobetu eta blokeatutako poroak garbitu ditzakete. Gaur egun, barneko eta atzerriko ikerketak azido inorganikoen aldaketan zentratzen dira batez ere. HN03 oxidatzaile erabiliena da, eta aditu askok HN03 erabiltzen dute ikatz aktibatua aldatzeko. Tong Li et al. [28] aurkitu zuten HN03-k oxigenoa eta nitrogenoa duten talde funtzionalen edukia handitu dezakeela ikatz aktibatuaren gainazalean eta merkurioaren adsorzio-efektua hobetu dezakeela.
HN03-rekin ikatz aktibatua aldatuz, aldaketaren ondoren, ikatz aktibatuaren azalera espezifikoa 652m2·g-1-tik 241m2·g-1-ra jaitsi zen, batez besteko poro-tamaina 1,27nm-tik 1,641nm-ra igo zen, eta bentzofenonaren adsorzio-ahalmena gasolina simulatuan % 33,7 handitu zen. Egur-ikatz aktibatua HN03-ren % 10eko eta % 70eko bolumen-kontzentrazioarekin aldatu zen, hurrenez hurren. Emaitzek erakusten dute % 10eko HN03-rekin aldatutako ikatz aktibatuaren azalera espezifikoa 925,45m2·g-1-tik 960,52m2·g-1-ra igo zela; % 70eko HN03-rekin aldatu ondoren, azalera espezifikoa 935,89m2·g-1-ra jaitsi zen. HN03-ren bi kontzentraziorekin aldatutako ikatz aktibatuarekin Cu2+-ren kentze-tasak % 70 eta % 90etik gorakoak izan ziren, hurrenez hurren.
Adsorzio-arloan erabiltzen den ikatz aktibatuarentzat, adsorzio-efektua ez da soilik poro-egituraren araberakoa, baita adsorbatzailearen gainazaleko propietate kimikoen araberakoa ere. Poro-egiturak ikatz aktibatuaren azalera espezifikoa eta adsorzio-ahalmena zehazten ditu, eta gainazaleko propietate kimikoek, berriz, ikatz aktibatuaren eta adsorbatoaren arteko elkarrekintzan eragiten dute. Azkenik, ikusi zen ikatz aktibatuaren azido-modifikazioak ez duela soilik ikatz aktibatuaren barruko poro-egitura doitu eta poro blokeatuak garbitu ditzakeela, baizik eta materialaren gainazaleko talde azidoen edukia handitu eta gainazalaren polaritatea eta hidrofilitatea hobetu ere. HCI-k aldatutako ikatz aktibatuaren bidezko EDTAren adsorzio-ahalmena % 49,5 handitu zen aldaketa aurrekoarekin alderatuta, eta hori HNO3-modifikazioarena baino hobea izan zen.
HNO3 eta H2O2-rekin eraldatutako ikatz aktibatu komertziala, hurrenez hurren! Aldaketaren ondoren azalera espezifikoak aldaketa aurrekoen % 91,3 eta % 80,8 izan ziren, hurrenez hurren. Karboxilo, karbonilo eta fenola bezalako oxigenoa duten talde funtzional berriak gehitu ziren gainazalean. HNO3 aldaketaren bidez nitrobentzenoaren adsorzio-ahalmena onena izan zen, aldaketa aurrekoa baino 3,3 aldiz handiagoa. Azido aldaketaren ondoren ikatz aktibatuaren oxigenoa duten talde funtzionalen edukia handitzeak gainazaleko puntu aktiboen kopurua handitzea eragin zuela ikusi da, eta horrek eragin zuzena izan zuen helburuko adsorbatuaren adsorzio-ahalmena hobetzean.
Azido ez-organikoekin alderatuta, ikatz aktibatuaren azido organikoen aldaketari buruzko txosten gutxi daude. Konparatu azido organikoaren aldaketak ikatz aktibatuaren poro-egituraren propietateetan eta metanolaren adsorzioan dituen efektuak. Aldaketaren ondoren, ikatz aktibatuaren azalera espezifikoa eta poro-bolumen osoa gutxitu egin ziren. Zenbat eta azidotasun handiagoa izan, orduan eta handiagoa zen jaitsiera. Azido oxalikoarekin, azido tartarikoarekin eta azido zitrikoarekin aldatu ondoren, ikatz aktibatuaren azalera espezifikoa 898,59 m2·g-1-tik 788,03 m2·g-1-ra, 685,16 m2·g-1-ra eta 622,98 m2·g-1-ra jaitsi zen, hurrenez hurren. Hala ere, ikatz aktibatuaren mikroporositatea handitu egin zen aldaketaren ondoren. Azido zitrikoarekin aldatutako ikatz aktibatuaren mikroporositatea % 75,9tik % 81,5era igo zen.
Azido oxalikoaren eta azido tartarikoaren aldaketa onuragarria da metanolaren adsorzioan, azido zitrikoek, berriz, efektu inhibitzailea dute. Hala ere, J.Paul Chen et al.-ek [35] aurkitu zuten azido zitrikoarekin aldatutako ikatz aktibatuak kobre ioien adsorzioa hobetu dezakeela. Lin Tang et al.-ek [36] ikatz aktibatu komertziala azido formikoarekin, azido oxalikoaren eta azido aminosulfonikoaren bidez aldatu zuten. Aldaketaren ondoren, azalera espezifikoa eta poro-bolumena murriztu egin ziren. Oxigenoa duten talde funtzionalak, hala nola 0-HC-0, C-0 eta S=0, sortu ziren produktu amaituaren gainazalean, eta grabatutako kanal irregularrak eta kristal zuriak agertu ziren. Azetonaren eta isopropanolaren oreka-adsorzio-ahalmena ere nabarmen handitu zen.
Soluzio alkalinoen aldaketa teknologia
Aditu batzuek disoluzio alkalinoa ere erabili zuten ikatz aktibatuan bigarren mailako aktibazioa egiteko. Etxeko ikatz-oinarritutako ikatz aktibatua Na0H disoluzioarekin busti zen kontzentrazio desberdinetan poroen egitura kontrolatzeko. Emaitzek erakutsi zuten alkali kontzentrazio txikiagoak poroen handitzea eta hedapena eragiten zuela. Efekturik onena % 20ko masa-kontzentrazioan lortu zen. Ikatz aktibatuak azalera espezifiko handiena (681 m2·g-1) eta poro-bolumen handiena (0,5916 cm3·g-1) zuen. Na0H-ren masa-kontzentrazioa % 20tik gorakoa denean, ikatz aktibatuaren poro-egitura suntsitzen da eta poro-egituraren parametroak jaisten hasten dira. Hau gertatzen da Na0H disoluzioaren kontzentrazio altuak karbono-eskeletoa korrodituko duelako eta poro kopuru handia kolapsatuko delako.
Polimeroen nahasketa bidezko errendimendu handiko karbon aktibatua prestatzea. Aitzindariak furfural erretxina eta furfuril alkohola izan ziren, eta etilen glikola izan zen poroak sortzen zituen agentea. Poroen egitura hiru polimeroen edukia doituz kontrolatu zen, eta 0,008 eta 5 μm arteko poro-tamaina zuen material porotsu bat lortu zen. Ikerlari batzuek frogatu dute poliuretano-imida filma (PUI) karbonizatu daitekeela karbono-filma lortzeko, eta poroen egitura poliuretano (PU) aurrepolimeroaren egitura molekularra aldatuz kontrola daitekeela [41]. PUI 200 °C-ra berotzen denean, PU eta poliimida (PI) sortuko dira. Bero-tratamenduaren tenperatura 400 °C-ra igotzen denean, PU pirolisiak gasa sortzen du, eta horren ondorioz PI filmean poro-egitura bat sortzen da. Karbonizazioaren ondoren, karbono-film bat lortzen da. Gainera, polimeroak nahasteko metodoak materialaren propietate fisiko eta mekaniko batzuk ere hobetu ditzake neurri batean.
Aktibazio katalitikoaren erregulazio-teknologia
Aktibazio katalitikoaren erregulazio-teknologia, egia esan, aktibazio kimikoaren metodoaren eta tenperatura altuko gasaren aktibazio-metodoaren konbinazio bat da. Oro har, substantzia kimikoak gehitzen zaizkie lehengaiei katalizatzaile gisa, eta katalizatzaileak erabiltzen dira karbonizazio- edo aktibazio-prozesuan laguntzeko, karbono-material porotsuak lortzeko. Oro har, metalek efektu katalitikoak dituzte, baina efektu katalitikoak aldatu egiten dira.
Izan ere, normalean ez dago muga argirik material porotsuen aktibazio kimikoaren erregulazioaren eta aktibazio katalitikoaren erregulazioaren artean. Hau horrela da bi metodoek erreaktiboak gehitzen dituztelako karbonizazio eta aktibazio prozesuan zehar. Erreaktibo hauen eginkizun espezifikoak zehazten du metodoa aktibazio katalitikoaren kategorian sartzen den ala ez.
Karbono porotsuaren egiturak berak, katalizatzailearen propietate fisiko eta kimikoek, erreakzio katalitikoaren baldintzak eta katalizatzailea kargatzeko metodoak eragin maila desberdinak izan ditzakete erregulazio efektuan. Lehengai gisa ikatza bituminosoa erabiliz, Mn(N03)2 eta Cu(N03)2 katalizatzaile gisa metal oxidoak dituzten material porotsuak prestatu daitezke. Metal oxido kopuru egokiak porositatea eta poroen bolumena hobetu ditzake, baina metal desberdinen efektu katalitikoak apur bat desberdinak dira. Cu(N03)2-k 1,5~2,0 nm-ko tarteko poroen garapena sustatu dezake. Horrez gain, lehengaiaren errautsetan dauden metal oxidoek eta gatz ez-organikoek ere zeregin katalitikoa izango dute aktibazio prozesuan. Xie Qiang et al. [42] uste zuten kaltzioa eta burdina bezalako elementuen aktibazio erreakzio katalitikoak materia ez-organikoan poroen garapena sustatu dezakeela. Bi elementu hauen edukia altuegia denean, produktuan poro ertain eta handien proportzioa nabarmen handitzen da.
Ondorioa
Karbono aktibatuak, karbono porotsu berde erabiliena den material gisa, paper garrantzitsua izan badu ere industrian eta bizitzan, oraindik ere potentzial handia du lehengaien hedapenean, kostuen murrizketetan, kalitatearen hobekuntzan, energiaren hobekuntzan, bizitza luzapenean eta erresistentziaren hobekuntzan hobetzeko. Kalitate handiko eta merkeak diren karbono aktibatuko lehengaiak aurkitzea, karbono aktibatuko ekoizpen teknologia garbi eta eraginkorra garatzea, eta karbono aktibatuaren poro-egitura optimizatzea eta erregulatzea aplikazio-eremu desberdinen arabera, norabide garrantzitsua izango da karbono aktibatuko produktuen kalitatea hobetzeko eta karbono aktibatuaren industriaren garapen kalitatezkoa sustatzeko.
Argitaratze data: 2024ko abuztuaren 27a