છિદ્રાળુ કાર્બન છિદ્ર રચનાનું ઑપ્ટિમાઇઝેશન-Ⅰ

ઉત્પાદન માહિતી અને પરામર્શ માટે અમારી વેબસાઇટ પર આપનું સ્વાગત છે.

અમારી વેબસાઇટ:https://www.vet-china.com/

 

આ પેપર વર્તમાન સક્રિય કાર્બન બજારનું વિશ્લેષણ કરે છે, સક્રિય કાર્બનના કાચા માલનું ઊંડાણપૂર્વક વિશ્લેષણ કરે છે, છિદ્ર રચના લાક્ષણિકતા પદ્ધતિઓ, ઉત્પાદન પદ્ધતિઓ, પ્રભાવિત પરિબળો અને સક્રિય કાર્બનના ઉપયોગની પ્રગતિનો પરિચય આપે છે, અને સક્રિય કાર્બન છિદ્ર રચના ઑપ્ટિમાઇઝેશન ટેકનોલોજીના સંશોધન પરિણામોની સમીક્ષા કરે છે, જેનો હેતુ ગ્રીન અને લો-કાર્બન ટેકનોલોજીના ઉપયોગમાં સક્રિય કાર્બનને વધુ ભૂમિકા ભજવવા માટે પ્રોત્સાહન આપવાનો છે.

 

સક્રિય કાર્બનની તૈયારી

સામાન્ય રીતે કહીએ તો, સક્રિય કાર્બનની તૈયારી બે તબક્કામાં વહેંચાયેલી છે: કાર્બોનાઇઝેશન અને સક્રિયકરણ

 

કાર્બોનાઇઝેશન પ્રક્રિયા

કાર્બોનાઇઝેશન એ કાચા કોલસાને નિષ્ક્રિય ગેસના રક્ષણ હેઠળ ઊંચા તાપમાને ગરમ કરવાની પ્રક્રિયાનો ઉલ્લેખ કરે છે જેથી તેના અસ્થિર પદાર્થનું વિઘટન થાય અને મધ્યવર્તી કાર્બોનાઇઝ્ડ ઉત્પાદનો મળે. કાર્બોનાઇઝેશન પ્રક્રિયા પરિમાણોને સમાયોજિત કરીને અપેક્ષિત લક્ષ્ય પ્રાપ્ત કરી શકે છે. અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે સક્રિયકરણ તાપમાન એ કાર્બોનાઇઝેશન ગુણધર્મોને અસર કરતી મુખ્ય પ્રક્રિયા પરિમાણ છે. જી કિઆંગ અને અન્યોએ મફલ ફર્નેસમાં સક્રિય કાર્બનના પ્રદર્શન પર કાર્બોનાઇઝેશન હીટિંગ રેટની અસરનો અભ્યાસ કર્યો અને શોધી કાઢ્યું કે ઓછો દર કાર્બોનાઇઝ્ડ સામગ્રીની ઉપજને સુધારવામાં અને ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળી સામગ્રીનું ઉત્પાદન કરવામાં મદદ કરે છે.

 

સક્રિયકરણ પ્રક્રિયા

કાર્બોનાઇઝેશન કાચા માલને ગ્રેફાઇટ જેવી જ માઇક્રોક્રિસ્ટલાઇન રચના બનાવી શકે છે અને પ્રાથમિક છિદ્ર રચના ઉત્પન્ન કરી શકે છે. જો કે, આ છિદ્રો અન્ય પદાર્થો દ્વારા અવ્યવસ્થિત અથવા અવરોધિત અને બંધ થાય છે, જેના પરિણામે એક નાનો ચોક્કસ સપાટી વિસ્તાર બને છે અને વધુ સક્રિયકરણની જરૂર પડે છે. સક્રિયકરણ એ કાર્બોનાઇઝ્ડ ઉત્પાદનના છિદ્ર રચનાને વધુ સમૃદ્ધ બનાવવાની પ્રક્રિયા છે, જે મુખ્યત્વે એક્ટિવેટર અને કાચા માલ વચ્ચેની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે: તે છિદ્રાળુ માઇક્રોક્રિસ્ટલાઇન રચનાની રચનાને પ્રોત્સાહન આપી શકે છે.

સામગ્રીના છિદ્રોને સમૃદ્ધ બનાવવાની પ્રક્રિયામાં સક્રિયકરણ મુખ્યત્વે ત્રણ તબક્કાઓમાંથી પસાર થાય છે:
(1) મૂળ બંધ છિદ્રો ખોલવા (છિદ્રો દ્વારા);
(2) મૂળ છિદ્રોનું વિસ્તરણ (છિદ્રોનું વિસ્તરણ);
(૩) નવા છિદ્રોનું નિર્માણ (છિદ્રોનું નિર્માણ);

આ ત્રણેય અસરો એકલા હાથ ધરવામાં આવતી નથી, પરંતુ એકસાથે અને સહસંયોજક રીતે થાય છે. સામાન્ય રીતે કહીએ તો, છિદ્રો દ્વારા અને છિદ્રોનું નિર્માણ છિદ્રોની સંખ્યા વધારવા માટે અનુકૂળ છે, ખાસ કરીને સૂક્ષ્મ છિદ્રો, જે ઉચ્ચ છિદ્રાળુતા અને મોટા ચોક્કસ સપાટી વિસ્તારવાળા છિદ્રાળુ પદાર્થોની તૈયારી માટે ફાયદાકારક છે, જ્યારે વધુ પડતા છિદ્ર વિસ્તરણ છિદ્રોને મર્જ અને કનેક્ટ થવાનું કારણ બનશે, સૂક્ષ્મ છિદ્રોને મોટા છિદ્રોમાં રૂપાંતરિત કરશે. તેથી, વિકસિત છિદ્રો અને મોટા ચોક્કસ સપાટી વિસ્તારવાળા સક્રિય કાર્બન પદાર્થો મેળવવા માટે, અતિશય સક્રિયકરણ ટાળવું જરૂરી છે. સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી સક્રિય કાર્બન સક્રિયકરણ પદ્ધતિઓમાં રાસાયણિક પદ્ધતિ, ભૌતિક પદ્ધતિ અને ભૌતિક-રાસાયણિક પદ્ધતિનો સમાવેશ થાય છે.

 

રાસાયણિક સક્રિયકરણ પદ્ધતિ

રાસાયણિક સક્રિયકરણ પદ્ધતિ એ કાચા માલમાં રાસાયણિક રીએજન્ટ ઉમેરવાની પદ્ધતિનો ઉલ્લેખ કરે છે, અને પછી તેમને ગરમ કરવાની ભઠ્ઠીમાં N2 અને Ar જેવા રક્ષણાત્મક વાયુઓ દાખલ કરીને તેમને કાર્બનાઇઝ અને સક્રિય કરવા માટે ગરમ કરવામાં આવે છે. સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા એક્ટિવેટર્સ સામાન્ય રીતે NaOH, KOH અને H3P04 છે. રાસાયણિક સક્રિયકરણ પદ્ધતિમાં ઓછા સક્રિયકરણ તાપમાન અને ઉચ્ચ ઉપજના ફાયદા છે, પરંતુ તેમાં મોટા કાટ, સપાટી રીએજન્ટ્સને દૂર કરવામાં મુશ્કેલી અને ગંભીર પર્યાવરણીય પ્રદૂષણ જેવી સમસ્યાઓ પણ છે.

 

ભૌતિક સક્રિયકરણ પદ્ધતિ

ભૌતિક સક્રિયકરણ પદ્ધતિમાં કાચા માલનું કાર્બનાઇઝેશન સીધું ભઠ્ઠીમાં થાય છે, અને પછી છિદ્રોને વધારવા અને છિદ્રોને વિસ્તૃત કરવાના હેતુને પ્રાપ્ત કરવા માટે ઉચ્ચ તાપમાને રજૂ કરાયેલ CO2 અને H20 જેવા વાયુઓ સાથે પ્રતિક્રિયા આપવામાં આવે છે, પરંતુ ભૌતિક સક્રિયકરણ પદ્ધતિમાં છિદ્ર રચનાની નબળી નિયંત્રણક્ષમતા હોય છે. તેમાંથી, સક્રિય કાર્બનની તૈયારીમાં CO2નો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે કારણ કે તે સ્વચ્છ, મેળવવામાં સરળ અને ઓછી કિંમતનું છે. કાચા માલ તરીકે કાર્બનાઇઝ્ડ નારિયેળના શેલનો ઉપયોગ કરો અને તેને CO2 સાથે સક્રિય કરીને વિકસિત માઇક્રોપોર્સ સાથે સક્રિય કાર્બન તૈયાર કરો, જેનો ચોક્કસ સપાટી વિસ્તાર અને કુલ છિદ્ર વોલ્યુમ અનુક્રમે 1653m2·g-1 અને 0.1045cm3·g-1 છે. કામગીરી ડબલ-લેયર કેપેસિટર્સ માટે સક્રિય કાર્બનના ઉપયોગ ધોરણ સુધી પહોંચી ગઈ.

સુપર એક્ટિવેટેડ કાર્બન તૈયાર કરવા માટે લોક્વેટ સ્ટોનને CO2 સાથે સક્રિય કરો, 1100℃ પર 30 મિનિટ માટે સક્રિયકરણ પછી, ચોક્કસ સપાટી વિસ્તાર અને કુલ છિદ્રોનું પ્રમાણ અનુક્રમે 3500m2·g-1 અને 1.84cm3·g-1 સુધી પહોંચી ગયું. વાણિજ્યિક નાળિયેરના શેલ સક્રિય કાર્બન પર ગૌણ સક્રિયકરણ કરવા માટે CO2 નો ઉપયોગ કરો. સક્રિયકરણ પછી, ફિનિશ્ડ પ્રોડક્ટના માઇક્રોપોર સંકુચિત થયા, માઇક્રોપોરનું પ્રમાણ 0.21 cm3·g-1 થી વધીને 0.27 cm3·g-1 થયું, ચોક્કસ સપાટી વિસ્તાર 627.22 m2·g-1 થી વધીને 822.71 m2·g-1 થયો, અને ફિનોલની શોષણ ક્ષમતા 23.77% વધી.

અન્ય વિદ્વાનોએ CO2 સક્રિયકરણ પ્રક્રિયાના મુખ્ય નિયંત્રણ પરિબળોનો અભ્યાસ કર્યો છે. મોહમ્મદ અને અન્યોએ [21] શોધી કાઢ્યું કે જ્યારે CO2 નો ઉપયોગ રબરના લાકડાંઈ નો વહેર સક્રિય કરવા માટે થાય છે ત્યારે તાપમાન મુખ્ય પ્રભાવિત પરિબળ છે. ફિનિશ્ડ પ્રોડક્ટનો ચોક્કસ સપાટી વિસ્તાર, છિદ્રોનું પ્રમાણ અને માઇક્રોપોરોસિટી પહેલા વધતા તાપમાન સાથે વધ્યો અને પછી ઘટ્યો. ચેંગ સોંગ અને અન્યોએ [22] મેકાડેમિયા નટ શેલ્સની CO2 સક્રિયકરણ પ્રક્રિયાનું વિશ્લેષણ કરવા માટે પ્રતિભાવ સપાટી પદ્ધતિનો ઉપયોગ કર્યો. પરિણામો દર્શાવે છે કે સક્રિય કાર્બન માઇક્રોપોરના વિકાસ પર સક્રિયકરણ તાપમાન અને સક્રિયકરણ સમયનો સૌથી વધુ પ્રભાવ છે.