برای کسب اطلاعات و مشاوره در مورد محصولات به وب سایت ما خوش آمدید.
وبسایت ما:https://www.vet-china.com/
این مقاله بازار فعلی کربن فعال را تجزیه و تحلیل میکند، تجزیه و تحلیل عمیقی از مواد اولیه کربن فعال انجام میدهد، روشهای توصیف ساختار منافذ، روشهای تولید، عوامل مؤثر و پیشرفت کاربرد کربن فعال را معرفی میکند و نتایج تحقیقات فناوری بهینهسازی ساختار منافذ کربن فعال را بررسی میکند، با هدف ارتقای کربن فعال برای ایفای نقش بیشتر در کاربرد فناوریهای سبز و کمکربن.
تهیه کربن فعال
به طور کلی، آماده سازی کربن فعال به دو مرحله تقسیم می شود: کربن سازی و فعال سازی
فرآیند کربنیزاسیون
کربنیزاسیون به فرآیند گرم کردن زغال سنگ خام در دمای بالا تحت حفاظت گاز بیاثر برای تجزیه مواد فرار آن و به دست آوردن محصولات کربنیزه شده میانی اشاره دارد. کربنیزاسیون میتواند با تنظیم پارامترهای فرآیند به هدف مورد انتظار دست یابد. مطالعات نشان دادهاند که دمای فعالسازی یک پارامتر کلیدی فرآیند است که بر خواص کربنیزاسیون تأثیر میگذارد. جی کیانگ و همکارانش تأثیر نرخ گرمایش کربنیزاسیون بر عملکرد کربن فعال در یک کوره مافل را بررسی کردند و دریافتند که نرخ پایینتر به بهبود بازده مواد کربنیزه شده و تولید مواد با کیفیت بالا کمک میکند.
فرآیند فعالسازی
کربنیزاسیون میتواند باعث شود مواد اولیه ساختار میکروکریستالی مشابه گرافیت تشکیل دهند و یک ساختار متخلخل اولیه ایجاد کنند. با این حال، این منافذ توسط مواد دیگر نامنظم یا مسدود و بسته میشوند و در نتیجه سطح ویژه کمی ایجاد میشود و نیاز به فعالسازی بیشتر دارد. فعالسازی فرآیند غنیسازی بیشتر ساختار منافذ محصول کربنیزه شده است که عمدتاً از طریق واکنش شیمیایی بین فعالکننده و ماده خام انجام میشود: این فرآیند میتواند تشکیل ساختار میکروکریستالی متخلخل را تقویت کند.
فعالسازی عمدتاً در فرآیند غنیسازی منافذ ماده، سه مرحله را طی میکند:
(1) باز کردن منافذ بسته اولیه (از طریق منافذ)؛
(2) بزرگ کردن منافذ اصلی (انبساط منافذ)؛
(3) تشکیل منافذ جدید (ایجاد منافذ)؛
این سه اثر به تنهایی انجام نمیشوند، بلکه همزمان و به صورت همافزایی رخ میدهند. به طور کلی، عبور منافذ و ایجاد منافذ منجر به افزایش تعداد منافذ، به ویژه میکروحفرهها میشود که برای تهیه مواد متخلخل با تخلخل بالا و سطح ویژه بزرگ مفید است، در حالی که انبساط بیش از حد منافذ باعث ادغام و اتصال منافذ و تبدیل میکروحفرهها به منافذ بزرگتر میشود. بنابراین، برای به دست آوردن مواد کربن فعال با منافذ توسعه یافته و سطح ویژه بزرگ، لازم است از فعالسازی بیش از حد جلوگیری شود. روشهای فعالسازی کربن فعال که معمولاً استفاده میشوند شامل روش شیمیایی، روش فیزیکی و روش فیزیکوشیمیایی هستند.
روش فعالسازی شیمیایی
روش فعالسازی شیمیایی به روشی اشاره دارد که در آن مواد اولیه با افزودن واکنشگرهای شیمیایی و سپس گرم کردن آنها با استفاده از گازهای محافظ مانند N2 و Ar در یک کوره گرمایشی، همزمان کربنیزه و فعال میشوند. فعالکنندههای رایج مورد استفاده معمولاً NaOH، KOH و H3P04 هستند. روش فعالسازی شیمیایی مزایای دمای فعالسازی پایین و بازده بالا را دارد، اما مشکلاتی مانند خوردگی زیاد، مشکل در حذف واکنشگرهای سطحی و آلودگی جدی محیط زیست را نیز به همراه دارد.
روش فعالسازی فیزیکی
روش فعالسازی فیزیکی به کربنسازی مواد اولیه مستقیماً در کوره و سپس واکنش با گازهایی مانند CO2 و H2O که در دمای بالا وارد میشوند، برای دستیابی به هدف افزایش منافذ و گسترش منافذ اشاره دارد، اما روش فعالسازی فیزیکی قابلیت کنترل ضعیفی بر ساختار منافذ دارد. در میان آنها، CO2 به طور گسترده در تهیه کربن فعال استفاده میشود زیرا تمیز، به راحتی قابل تهیه و کم هزینه است. از پوسته نارگیل کربنیزه شده به عنوان ماده اولیه استفاده کنید و آن را با CO2 فعال کنید تا کربن فعال با میکروپورهای توسعه یافته، با مساحت سطح ویژه و حجم کل منافذ به ترتیب 1653 متر مربع بر گرم و 0.1045 سانتیمتر مکعب بر گرم تهیه شود. عملکرد به استاندارد استفاده از کربن فعال برای خازنهای دو لایه رسید.
سنگ ازگیل ژاپنی را با CO2 فعال کنید تا کربن فوق فعال تهیه شود. پس از فعالسازی در دمای 1100 درجه سانتیگراد به مدت 30 دقیقه، سطح ویژه و حجم کل منافذ به ترتیب به 3500 متر مربع بر گرم و 1.84 سانتیمتر مکعب بر گرم رسید. از CO2 برای انجام فعالسازی ثانویه روی کربن فعال پوسته نارگیل تجاری استفاده کنید. پس از فعالسازی، میکروحفرههای محصول نهایی باریک شدند، حجم میکروحفرهها از 0.21 سانتیمتر مکعب بر گرم به 0.27 سانتیمتر مکعب بر گرم افزایش یافت، سطح ویژه از 627.22 متر مربع بر گرم به 822.71 متر مربع بر گرم افزایش یافت و ظرفیت جذب فنل 23.77٪ افزایش یافت.
محققان دیگر عوامل کنترل اصلی فرآیند فعالسازی CO2 را مطالعه کردهاند. محمد و همکارانش [21] دریافتند که دما عامل اصلی تأثیرگذار هنگام استفاده از CO2 برای فعالسازی خاک اره لاستیکی است. مساحت سطح ویژه، حجم منافذ و ریزتخلخل محصول نهایی ابتدا افزایش و سپس با افزایش دما کاهش یافت. چنگ سونگ و همکارانش [22] از روش سطح پاسخ برای تجزیه و تحلیل فرآیند فعالسازی CO2 پوستههای آجیل ماکادمیا استفاده کردند. نتایج نشان داد که دمای فعالسازی و زمان فعالسازی بیشترین تأثیر را بر توسعه ریزتخلخلهای کربن فعال دارند.
زمان ارسال: ۲۷ آگوست ۲۰۲۴