Fàilte gu ar làrach-lìn airson fiosrachadh mu thoraidhean agus co-chomhairleachadh.
An làrach-lìn againn:https://www.vet-china.com/
Modh gnìomhachaidh corporra agus ceimigeach
Tha an dòigh gnìomhachaidh corporra is ceimigeach a’ toirt iomradh air an dòigh air stuthan porous ullachadh le bhith a’ cothlamadh an dà dhòigh gnìomhachaidh gu h-àrd. San fharsaingeachd, thèid gnìomhachadh ceimigeach a dhèanamh an toiseach, agus an uairsin thèid gnìomhachadh corporra a dhèanamh. An toiseach, bog ceallalòs ann am fuasgladh 68% ~ 85% H3PO4 aig 85 ℃ airson 2 uair a thìde, an uairsin carbonichte ann an àmhainn muffle airson 4 uairean a thìde, agus an uairsin gnìomhach le CO2. Bha farsaingeachd uachdar sònraichte a’ charboin ghnìomhaichte a fhuaireadh cho àrd ri 3700m2 · g-1. Feuch ri snàithleach sisal a chleachdadh mar stuth amh, agus gnìomhach an snàithleach carboin gnìomhaichte (ACF) a fhuaireadh le gnìomhachadh H3PO4 aon uair, ga theasachadh gu 830 ℃ fo dhìon N2, agus an uairsin cleachd ceò uisge mar ghnìomhaiche airson gnìomhachadh àrd-sgoile. Chaidh farsaingeachd uachdar sònraichte ACF a fhuaireadh às deidh 60 mionaid de ghnìomhachadh a leasachadh gu mòr.
Comharrachadh coileanadh structar pore de stuthan gnìomhaichtegualain
Tha dòighean-obrach cumanta airson coileanadh gual-ghnìomhaichte agus stiùiridhean tagraidh air an sealltainn ann an Clàr 2. Faodar feartan structar nan pores den stuth a dhearbhadh bho dhà thaobh: mion-sgrùdadh dàta agus mion-sgrùdadh ìomhaighean.
Adhartas rannsachaidh air teicneòlas leasachaidh structar pore de charbon gnìomhaichte
Ged a tha pores beairteach agus farsaingeachd uachdar sònraichte mòr aig gual-fhiodha gnìomhaichte, tha coileanadh sàr-mhath aige ann an iomadh raon. Ach, air sgàth cho roghnach ‘s a tha e de stuthan amh agus na suidheachaidhean ullachaidh iom-fhillte, mar as trice tha eas-bhuannachdan aig na toraidhean crìochnaichte leithid structar pore mì-rianail, farsaingeachd uachdar sònraichte eadar-dhealaichte, sgaoileadh meud pore neo-òrdail, agus feartan ceimigeach uachdar cuibhrichte. Mar sin, tha eas-bhuannachdan ann leithid dòs mòr agus comas atharrachadh cumhang sa phròiseas tagraidh, nach urrainn coinneachadh ri riatanasan a’ mhargaidh. Mar sin, tha e de chudromachd phractaigeach mhòr an structar a bharrachadh agus a riaghladh agus a choileanadh cleachdaidh coileanta a leasachadh. Am measg nan dòighean a thathas a’ cleachdadh gu cumanta airson structar pore a bharrachadh agus a riaghladh tha riaghladh ceimigeach, measgachadh polymer, agus riaghladh gnìomhachaidh catalaíseach.
Teicneòlas riaghlaidh ceimigeach
Tha teicneòlas riaghlaidh ceimigeach a’ toirt iomradh air a’ phròiseas airson stuthan porous a ghnìomhachadh (atharrachadh) às dèidh gnìomhachadh le ath-bheachdan ceimigeach, a’ bleith nam pores tùsail, a’ leudachadh nam meanbh-phores, no a’ cruthachadh meanbh-phores ùra gus farsaingeachd uachdar sònraichte agus structar pores an stuth a mheudachadh. San fharsaingeachd, mar as trice bidh toradh crìochnaichte aon ghnìomhachaidh air a bhogadh ann an 0.5 ~ 4 uiread de fhuasgladh ceimigeach gus structar nam pores a riaghladh agus an farsaingeachd uachdar sònraichte a mheudachadh. Faodar a h-uile seòrsa fuasgladh searbhagach is alcalach a chleachdadh mar ath-bheachdan airson gnìomhachadh àrd-sgoile.
Teicneòlas atharrachaidh ocsaididh uachdar searbhagach
’S e modh riaghlaidh cumanta a th’ ann am modachadh ocsaididh uachdar searbhagach. Aig teòthachd iomchaidh, faodaidh ocsaideadairean searbhagach na pores taobh a-staigh gual-ghnìomhaichte a neartachadh, meud a’ phoir a leasachadh, agus pores dùinte a dhùnadh. An-dràsta, tha rannsachadh dachaigheil agus cèin gu sònraichte ag amas air modachadh searbhagan neo-organach. ’S e ocsaididh cumanta a th’ ann an HN03, agus bidh mòran sgoilearan a’ cleachdadh HN03 gus gual-ghnìomhaichte atharrachadh. Lorg Tong Li et al. [28] gum faod HN03 susbaint bhuidhnean gnìomh anns a bheil ocsaidean agus naitridean air uachdar gual-ghnìomhaichte a mheudachadh agus buaidh adsorption mearcair a leasachadh.
Nuair a chaidh carbon gnìomhaichte atharrachadh le HN03, às dèidh atharrachadh, lùghdaich farsaingeachd uachdar sònraichte a’ charboin ghnìomhaichte bho 652m2·g-1 gu 241m2·g-1, mheudaich meud cuibheasach nam pores bho 1.27nm gu 1.641nm, agus mheudaich comas gabhail benzophenone ann am peatrail samhlaichte le 33.7%. Nuair a chaidh carbon gnìomhaichte fiodha atharrachadh le dùmhlachd toirte 10% agus 70% de HN03, fa leth. Tha na toraidhean a’ sealltainn gun do dh’èirich farsaingeachd uachdar sònraichte a’ charboin ghnìomhaichte atharrachadh le 10% HN03 bho 925.45m2·g-1 gu 960.52m2·g-1; às dèidh atharrachadh le 70% HN03, lùghdaich an farsaingeachd uachdar sònraichte gu 935.89m2·g-1. Bha na h-ìrean toirt air falbh Cu2+ le carbon gnìomhaichte atharrachadh le dà dùmhlachd de HN03 os cionn 70% agus 90%, fa leth.
A thaobh carbon gnìomhaichte a thathar a’ cleachdadh ann an raon an adsorbaidh, chan ann a-mhàin air structar nam pores a tha buaidh an adsorbaidh ach cuideachd air feartan ceimigeach uachdar an adsorbent. Tha structar nam pores a’ dearbhadh farsaingeachd uachdar sònraichte agus comas adsorbaidh a’ charboin ghnìomhaichte, agus tha feartan ceimigeach an uachdair a’ toirt buaidh air an eadar-obrachadh eadar carbon gnìomhaichte agus adsorbate. Mu dheireadh, chaidh a lorg nach urrainn do mhion-atharrachadh searbhagach carbon gnìomhaichte dìreach structar nam pores atharrachadh taobh a-staigh a’ charboin ghnìomhaichte agus na pores dùinte a ghlanadh, ach cuideachd susbaint bhuidhnean searbhagach air uachdar an stuth a mheudachadh agus polarity agus hydrophilicity an uachdair a neartachadh. Mheudaich comas adsorbaidh EDTA le carbon gnìomhaichte air atharrachadh le HCI 49.5% an taca ris an fhear ron mhion-atharrachadh, a bha nas fheàrr na comas mhion-atharrachadh HNO3.
Carbon gnìomhaichte malairteach atharraichte le HNO3 agus H2O2 fa leth! Bha na raointean uachdar sònraichte às dèidh an atharrachaidh 91.3% agus 80.8% de na bha ron atharrachadh, fa leth. Chaidh buidhnean gnìomh ùra anns a bheil ocsaidean leithid carboxyl, carbonyl agus phenol a chur ris an uachdar. B’ e comas adsorption nitrobenzene le atharrachadh HNO3 an rud as fheàrr, a bha 3.3 uiread na bha e ron atharrachadh. Chaidh a lorg gun do lean àrdachadh ann an susbaint bhuidhnean gnìomh anns a bheil ocsaidean ann an carbon gnìomhaichte às dèidh atharrachadh searbhag gu àrdachadh ann an àireamh nam puingean gnìomhach uachdar, agus bha buaidh dhìreach aige air leasachadh comas adsorption an adsorbate targaid.
An coimeas ri searbhagan neo-organach, chan eil mòran aithisgean ann mu atharrachadh searbhag organach air gual-ghnìomhaichte. Dèan coimeas eadar buaidh atharrachadh searbhag organach air feartan structar pore gual-ghnìomhaichte agus adsorption methanol. Às dèidh atharrachadh, lùghdaich farsaingeachd uachdar sònraichte agus meud iomlan pore gual-ghnìomhaichte. Mar as làidire an searbhachd, ’s ann as motha an lùghdachadh. Às dèidh atharrachadh le searbhag oxalic, searbhag tartaric agus searbhag citrach, lùghdaich farsaingeachd uachdar sònraichte gual-ghnìomhaichte bho 898.59m2·g-1 gu 788.03m2·g-1, 685.16m2·g-1 agus 622.98m2·g-1 fa leth. Ach, mheudaich meanbh-phorosity gual-ghnìomhaichte às dèidh atharrachadh. Mheudaich meanbh-phorosity gual-ghnìomhaichte air atharrachadh le searbhag citrach bho 75.9% gu 81.5%.
Tha atharrachadh searbhag oxalic agus searbhag tartaric buannachdail do adsorption meatanól, agus tha buaidh bacaidh aig searbhag citrach. Ach, fhuair J.Paul Chen et al. [35] a-mach gum faod carbon gnìomhaichte air atharrachadh le searbhag citrach adsorption ianan copair a mheudachadh. Dh’atharraich Lin Tang et al. [36] carbon gnìomhaichte malairteach le searbhag formach, searbhag oxalic agus searbhag aminosulfonic. Às deidh an atharrachadh, chaidh an raon uachdar sònraichte agus meud nam pores a lùghdachadh. Chaidh buidhnean gnìomh anns a bheil ocsaidean leithid 0-HC-0, C-0 agus S=0 a chruthachadh air uachdar an toraidh chrìochnaichte, agus nochd seanalan neo-chothromach le gràbhaladh agus criostalan geala. Mheudaich comas adsorption cothromachaidh acetone agus isopropanol gu mòr cuideachd.
Teicneòlas atharrachaidh fuasgladh alcaileach
Chleachd cuid de sgoilearan fuasgladh alcalin cuideachd gus gnìomhachadh àrd-sgoile a dhèanamh air carbon gnìomhaichte. Cuir carbon gnìomhaichte stèidhichte air gual dachaigh ann am fuasgladh Na0H de dhiofar cho-chruinneachaidhean gus smachd a chumail air structar nam pores. Sheall na toraidhean gu robh dùmhlachd alcalin nas ìsle a’ brosnachadh àrdachadh is leudachadh nam pores. Chaidh a’ bhuaidh as fheàrr a choileanadh nuair a bha an dùmhlachd mais 20%. Bha an raon uachdar sònraichte as àirde (681m2·g-1) agus meud nam pores (0.5916cm3·g-1) aig a’ charbon gnìomhaichte. Nuair a bhios dùmhlachd mais Na0H nas àirde na 20%, thèid structar nam pores a’ charbon gnìomhaichte a sgrios agus tòisichidh paramadairean structar nam pores a’ lùghdachadh. Tha seo air sgàth gun creimich an dùmhlachd àrd de fhuasgladh Na0H cnàimhneach a’ charbon agus gun tuit àireamh mhòr de phores.
A’ dèanamh carbon gnìomhaichte àrd-choileanaidh le measgachadh polymer. B’ e roisinn furfural agus deoch furfuryl na ro-ruithearan, agus b’ e ethylene glycol an t-àidseant a chruthaich na pores. Chaidh structar nam pores a smachdachadh le bhith ag atharrachadh susbaint nan trì polymers, agus fhuaireadh stuth porous le meud pores eadar 0.008 agus 5 μm. Tha cuid de sgoilearan air dearbhadh gum faodar film polyurethane-imide (PUI) a charbonachadh gus film carbon fhaighinn, agus gum faodar structar nam pores a smachdachadh le bhith ag atharrachadh structar moileciuil prepolymer polyurethane (PU) [41]. Nuair a thèid PUI a theasachadh gu 200 ° C, thèid PU agus polyimide (PI) a chruthachadh. Nuair a dh’èireas teòthachd an làimhseachaidh teas gu 400 ° C, bidh pyrolysis PU a’ dèanamh gas, agus mar thoradh air sin bidh structar pores air a chruthachadh air film PI. Às deidh carbonachadh, gheibhear film carbon. A bharrachd air an sin, faodaidh an dòigh measgachadh polymer cuideachd cuid de fheartan corporra agus meacanaigeach an stuth a leasachadh gu ìre àraidh.
Teicneòlas riaghlaidh gnìomhachaidh catalaíseach
Gu dearbh, 's e measgachadh de dhòigh gnìomhachaidh ceimigeach agus dòigh gnìomhachaidh gas aig teòthachd àrd a th' ann an teicneòlas riaghlaidh gnìomhachaidh catalaíseach. San fharsaingeachd, thèid stuthan ceimigeach a chur ris na stuthan amh mar chatalaichean, agus thèid na catalaichean a chleachdadh gus taic a thoirt don phròiseas carbonachaidh no gnìomhachaidh gus stuthan gualain porous fhaighinn. San fharsaingeachd, bidh buaidhean catalaíseach aig meatailtean san fharsaingeachd, ach tha na buaidhean catalaíseach ag atharrachadh.
Gu dearbh, mar as trice chan eil crìoch shoilleir eadar riaghladh gnìomhachaidh ceimigeach agus riaghladh gnìomhachaidh catalaíseach stuthan porous. Tha seo air sgàth gu bheil an dà dhòigh a’ cur riochdairean ris rè a’ phròiseas gualaineachaidh is gnìomhachaidh. Tha dreuchd shònraichte nan riochdairean sin a’ dearbhadh a bheil an dòigh a’ buntainn ris an roinn gnìomhachaidh catalaíseach.
Faodaidh structar an stuth gualain porous fhèin, feartan fiosaigeach is ceimigeach an catalyst, na suidheachaidhean ath-bhualadh catalytic agus an dòigh luchdachadh catalyst diofar ìrean buaidh a thoirt air a’ bhuaidh riaghlaidh. Le bhith a’ cleachdadh gual bitumenous mar stuth amh, faodaidh Mn(N03)2 agus Cu(N03)2 mar chatalytics stuthan porous anns a bheil ocsaidean meatailt ullachadh. Faodaidh an ìre iomchaidh de ocsaidean meatailt an porosity agus meud nan pores a leasachadh, ach tha buaidhean catalytic diofar mheatailtean beagan eadar-dhealaichte. Faodaidh Cu(N03)2 leasachadh pores a bhrosnachadh anns an raon 1.5 ~ 2.0nm. A bharrachd air an sin, bidh na h-ocsaidean meatailt agus na salainn neo-organach a tha ann an luaithre an stuth amh cuideachd a’ cluich pàirt catalytic sa phròiseas gnìomhachaidh. Bha Xie Qiang et al. [42] den bheachd gum faod ath-bhualadh gnìomhachaidh catalytic eileamaidean leithid calcium agus iarann ann an stuth neo-organach leasachadh pores a bhrosnachadh. Nuair a tha susbaint an dà eileamaid seo ro àrd, bidh co-roinn nam pores meadhanach agus mòra anns an toradh ag àrdachadh gu mòr.
Co-dhùnadh
Ged a tha gual-fhiodha gnìomhaichte, mar an stuth gual-fhiodha uaine porous as fharsainge a thathas a’ cleachdadh, air pàirt chudromach a ghabhail ann an gnìomhachas agus beatha, tha comas mòr aige fhathast airson leasachadh ann an leudachadh stuthan amh, lughdachadh chosgaisean, leasachadh càileachd, leasachadh lùtha, leudachadh beatha agus leasachadh neart. Bidh lorg stuthan amh gual-fhiodha gnìomhaichte àrd-inbhe agus saor, leasachadh teicneòlas cinneasachaidh gual-fhiodha gnìomhaichte glan agus èifeachdach, agus leasachadh agus riaghladh structar pore gual-fhiodha gnìomhaichte a rèir diofar raointean tagraidh na stiùireadh cudromach airson càileachd thoraidhean gual-fhiodha gnìomhaichte a leasachadh agus leasachadh àrd-inbhe gnìomhachas a’ ghual-fhiodha gnìomhaichte adhartachadh.
Àm puist: 27 Lùnastal 2024