Dobrodošli na našu web stranicu za informacije o proizvodima i konzultacije.
Naša web stranica:https://www.vet-china.com/
Ovaj rad analizira trenutno tržište aktivnog ugljena, provodi dubinsku analizu sirovina aktivnog ugljena, predstavlja metode karakterizacije strukture pora, metode proizvodnje, utjecajne čimbenike i napredak primjene aktivnog ugljena te pregledava rezultate istraživanja tehnologije optimizacije strukture pora aktivnog ugljena, s ciljem promicanja veće uloge aktivnog ugljena u primjeni zelenih i niskougljičnih tehnologija.
Priprema aktivnog ugljena
Općenito govoreći, priprema aktivnog ugljena podijeljena je u dvije faze: karbonizaciju i aktivaciju.
Proces karbonizacije
Karbonizacija se odnosi na proces zagrijavanja sirovog ugljena na visokoj temperaturi pod zaštitom inertnog plina radi razgradnje hlapljivih tvari i dobivanja međuprodukata karbonizacije. Karbonizacija može postići očekivani cilj podešavanjem parametara procesa. Studije su pokazale da je temperatura aktivacije ključni parametar procesa koji utječe na svojstva karbonizacije. Jie Qiang i suradnici proučavali su utjecaj brzine zagrijavanja karbonizacijom na performanse aktivnog ugljena u muflenskoj peći i otkrili da niža brzina pomaže u poboljšanju prinosa karboniziranih materijala i proizvodnji visokokvalitetnih materijala.
Postupak aktivacije
Karbonizacija može uzrokovati stvaranje mikrokristalne strukture sirovina slične grafitu i stvaranje primarne strukture pora. Međutim, te su pore poremećene ili blokirane i zatvorene drugim tvarima, što rezultira malom specifičnom površinom i zahtijeva daljnju aktivaciju. Aktivacija je proces daljnjeg obogaćivanja strukture pora karboniziranog proizvoda, koji se uglavnom provodi kemijskom reakcijom između aktivatora i sirovine: može potaknuti stvaranje porozne mikrokristalne strukture.
Aktivacija uglavnom prolazi kroz tri faze u procesu obogaćivanja pora materijala:
(1) Otvaranje izvorno zatvorenih pora (kroz pore);
(2) Proširivanje izvornih pora (ekspanzija pora);
(3) Stvaranje novih pora (stvaranje pora);
Ova tri učinka se ne provode samostalno, već se javljaju istovremeno i sinergijski. Općenito govoreći, pore i stvaranje pora pogoduju povećanju broja pora, posebno mikropora, što je korisno za pripremu poroznih materijala s visokom poroznošću i velikom specifičnom površinom, dok će pretjerano širenje pora uzrokovati spajanje i povezivanje pora, pretvarajući mikropore u veće pore. Stoga, kako bi se dobili materijali s aktivnim ugljenom s razvijenim porama i velikom specifičnom površinom, potrebno je izbjegavati pretjeranu aktivaciju. Uobičajeno korištene metode aktivacije aktivnog ugljena uključuju kemijsku metodu, fizikalnu metodu i fizikalno-kemijsku metodu.
Metoda kemijske aktivacije
Metoda kemijske aktivacije odnosi se na metodu dodavanja kemijskih reagensa sirovinama, a zatim njihovog zagrijavanja uvođenjem zaštitnih plinova poput N2 i Ar u peć za zagrijavanje radi njihove istovremene karbonizacije i aktivacije. Uobičajeno korišteni aktivatori su općenito NaOH, KOH i H3P04. Metoda kemijske aktivacije ima prednosti niske temperature aktivacije i visokog prinosa, ali ima i problema poput velike korozije, poteškoća u uklanjanju površinskih reagensa i ozbiljnog onečišćenja okoliša.
Metoda fizičke aktivacije
Metoda fizičke aktivacije odnosi se na karbonizaciju sirovina izravno u peći, a zatim reakciju s plinovima poput CO2 i H20 uvođenim na visokoj temperaturi kako bi se postigla svrha povećanja i širenja pora, ali metoda fizičke aktivacije ima slabu kontrolu strukture pora. Među njima, CO2 se široko koristi u pripremi aktivnog ugljena jer je čist, jednostavan za nabavu i jeftin. Korištenjem karbonizirane kokosove ljuske kao sirovine i aktiviranjem s CO2 priprema se aktivni ugljen s razvijenim mikroporama, sa specifičnom površinom i ukupnim volumenom pora od 1653 m2·g-1 odnosno 0,1045 cm3·g-1. Performanse su dostigle standard upotrebe aktivnog ugljena za dvoslojne kondenzatore.
Aktiviranjem mušmule s CO2 priprema se superaktivni ugljen. Nakon aktivacije na 1100 ℃ tijekom 30 minuta, specifična površina i ukupni volumen pora dosegli su 3500 m2·g-1, odnosno 1,84 cm3·g-1. CO2 se koristi za sekundarnu aktivaciju komercijalnog aktivnog ugljena od kokosove ljuske. Nakon aktivacije, mikropore gotovog proizvoda su se suzile, volumen mikropora povećao se s 0,21 cm3·g-1 na 0,27 cm3·g-1, specifična površina povećala se sa 627,22 m2·g-1 na 822,71 m2·g-1, a adsorpcijski kapacitet fenola povećao se za 23,77%.
Drugi znanstvenici proučavali su glavne kontrolne faktore procesa aktivacije CO2. Mohammad i suradnici [21] otkrili su da je temperatura glavni utjecajni faktor kada se CO2 koristi za aktivaciju gumene piljevine. Specifična površina, volumen pora i mikroporoznost gotovog proizvoda prvo su se povećavali, a zatim smanjivali s porastom temperature. Cheng Song i suradnici [22] koristili su metodologiju odzivne površine za analizu procesa aktivacije CO2 ljuski oraha makadamije. Rezultati su pokazali da temperatura i vrijeme aktivacije imaju najveći utjecaj na razvoj mikropora aktivnog ugljena.
Vrijeme objave: 27. kolovoza 2024.