Ծակոտկեն ածխածնային ծակոտկեն կառուցվածքի օպտիմալացում-Ⅰ

Բարի գալուստ մեր կայք՝ ապրանքների վերաբերյալ տեղեկատվության և խորհրդատվության համար։

Մեր կայքը՝https://www.vet-china.com/

 

Այս հոդվածը վերլուծում է ակտիվացված ածխածնի ներկայիս շուկան, իրականացնում է ակտիվացված ածխածնի հումքի խորը վերլուծություն, ներկայացնում է ծակոտիների կառուցվածքի բնութագրման մեթոդները, արտադրության մեթոդները, ազդող գործոնները և ակտիվացված ածխածնի կիրառման առաջընթացը, ինչպես նաև վերանայում է ակտիվացված ածխածնի ծակոտիների կառուցվածքի օպտիմալացման տեխնոլոգիայի հետազոտության արդյունքները՝ նպատակ ունենալով խթանել ակտիվացված ածխածնի ավելի մեծ դերակատարումը կանաչ և ցածր ածխածնային տեխնոլոգիաների կիրառման մեջ։

 

Ակտիվացված ածխածնի պատրաստում

Ընդհանուր առմամբ, ակտիվացված ածխածնի պատրաստումը բաժանված է երկու փուլի՝ ածխացում և ակտիվացում։

 

Ածխածնացման գործընթաց

Ածխածնացումը վերաբերում է հում ածուխը բարձր ջերմաստիճանում տաքացնելու գործընթացին՝ իներտ գազի պաշտպանության ներքո՝ դրա ցնդող նյութը քայքայելու և միջանկյալ ածխածնացված արտադրանք ստանալու համար: Ածխածնացումը կարող է հասնել սպասվող նպատակին՝ կարգավորելով գործընթացի պարամետրերը: Ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ ակտիվացման ջերմաստիճանը գործընթացի հիմնական պարամետր է, որը ազդում է ածխածնացման հատկությունների վրա: Ջիե Ցիանգը և այլք ուսումնասիրել են ածխածնացման տաքացման արագության ազդեցությունը ակտիվացված ածխի արդյունավետության վրա մուֆլե վառարանում և պարզել, որ ավելի ցածր արագությունը նպաստում է ածխածնացված նյութերի արտադրողականության բարձրացմանը և բարձրորակ նյութերի արտադրությանը:

 

Ակտիվացման գործընթաց

Ածխածնացումը կարող է հանգեցնել հումքի կողմից գրաֆիտին նման միկրոբյուրեղային կառուցվածքի ձևավորմանը և առաջացնել առաջնային ծակոտիների կառուցվածք: Սակայն այդ ծակոտիները անկարգ են կամ խցանված և փակվում են այլ նյութերով, ինչը հանգեցնում է փոքր տեսակարար մակերեսի և պահանջում է հետագա ակտիվացում: Ակտիվացումը ածխածնված արտադրանքի ծակոտիների կառուցվածքի հետագա հարստացման գործընթաց է, որը հիմնականում իրականացվում է ակտիվատորի և հումքի միջև քիմիական ռեակցիայի միջոցով. այն կարող է նպաստել ծակոտկեն միկրոբյուրեղային կառուցվածքի ձևավորմանը:

Ակտիվացումը նյութի ծակոտիները հարստացնելու գործընթացում հիմնականում անցնում է երեք փուլով.
(1) Սկզբնական փակ ծակոտիների բացում (ծակոտիների միջով).
(2) Սկզբնական ծակոտիների մեծացում (ծակոտիների լայնացում);
(3) Նոր ծակոտիների առաջացում (ծակոտիների ստեղծում);

Այս երեք ազդեցությունները չեն իրականացվում առանձին-առանձին, այլ տեղի են ունենում միաժամանակ և սիներգիստորեն։ Ընդհանուր առմամբ, ծակոտիների և ծակոտիների ստեղծման միջոցով մեծանում է ծակոտիների քանակը, մասնավորապես՝ միկրոծակոտիների, ինչը օգտակար է բարձր ծակոտկենությամբ և մեծ տեսակարար մակերեսով ծակոտկեն նյութերի պատրաստման համար, մինչդեռ ծակոտիների չափազանց լայնացումը կհանգեցնի ծակոտիների միաձուլման և միացմանը՝ միկրոծակոտիները վերածելով ավելի մեծ ծակոտիների։ Հետևաբար, զարգացած ծակոտիներով և մեծ տեսակարար մակերեսով ակտիվացված ածխածնային նյութեր ստանալու համար անհրաժեշտ է խուսափել չափազանց ակտիվացումից։ Ակտիվացված ածխածնի ակտիվացման լայնորեն օգտագործվող մեթոդներն են քիմիական մեթոդը, ֆիզիկական մեթոդը և ֆիզիկաքիմիական մեթոդը։

 

Քիմիական ակտիվացման մեթոդ

Քիմիական ակտիվացման մեթոդը վերաբերում է հումքին քիմիական ռեակտիվներ ավելացնելու, այնուհետև դրանք տաքացնելու մեթոդին՝ տաքացման վառարանում պաշտպանիչ գազեր, ինչպիսիք են N2-ը և Ar-ը, միաժամանակ ածխացնելու և ակտիվացնելու համար: Հաճախ օգտագործվող ակտիվացուցիչներն են սովորաբար NaOH-ը, KOH-ը և H3P04-ը: Քիմիական ակտիվացման մեթոդն ունի ցածր ակտիվացման ջերմաստիճանի և բարձր արտադրողականության առավելություններ, բայց այն նաև ունի խնդիրներ, ինչպիսիք են մեծ կոռոզիան, մակերեսային ռեակտիվները հեռացնելու դժվարությունը և շրջակա միջավայրի լուրջ աղտոտումը:

 

Ֆիզիկական ակտիվացման մեթոդ

Ֆիզիկական ակտիվացման մեթոդը վերաբերում է հումքի անմիջապես վառարանում ածխացմանը, ապա բարձր ջերմաստիճանում ներմուծված CO2 և H20 գազերի հետ ռեակցիային՝ ծակոտիները մեծացնելու և լայնացնելու նպատակով, սակայն ֆիզիկական ակտիվացման մեթոդը ծակոտիների կառուցվածքի վատ կառավարելիություն ունի: Դրանց թվում CO2-ը լայնորեն օգտագործվում է ակտիվացված ածխի պատրաստման մեջ, քանի որ այն մաքուր է, հեշտ է ձեռք բերել և ցածր գին ունի: Որպես հումք օգտագործվում է ածխածնային կոկոսի կեղևը և ակտիվացվում է CO2-ով՝ զարգացած միկրոծակոտիներով ակտիվացված ածխածնի պատրաստման համար, համապատասխանաբար 1653 մ²·գ-1 և 0.1045 սմ²·գ-1 տեսակարար մակերեսով և ընդհանուր ծակոտիների ծավալով: Արդյունավետությունը հասել է ակտիվացված ածխի օգտագործման ստանդարտին երկշերտ կոնդենսատորների համար:

Ակտիվացնելով լոքվատի քարը CO2-ով՝ ստանալով գերակտիվացված ածուխ, 1100℃ ջերմաստիճանում 30 րոպե ակտիվացնելուց հետո, տեսակարար մակերեսը և ընդհանուր ծակոտիների ծավալը հասան համապատասխանաբար մինչև 3500 մ²·գ-1 և 1.84 սմ³·գ-1: Օգտագործեք CO2՝ առևտրային կոկոսի կեղևի ակտիվացված ածխի վրա երկրորդային ակտիվացում կատարելու համար: Ակտիվացումից հետո պատրաստի արտադրանքի միկրոծակոտիները նեղացան, միկրոծակոտիների ծավալը 0.21 սմ³·գ-1-ից աճեց մինչև 0.27 սմ³·գ-1, տեսակարար մակերեսը 627.22 մ²·գ-1-ից աճեց մինչև 822.71 մ²·գ-1, իսկ ֆենոլի կլանման ունակությունը մեծացավ 23.77%-ով:

Այլ գիտնականներ ուսումնասիրել են CO2 ակտիվացման գործընթացի հիմնական վերահսկիչ գործոնները: Մոհամմադը և այլք [21] պարզել են, որ ջերմաստիճանը հիմնական ազդող գործոնն է, երբ CO2-ը օգտագործվում է ռետինե թեփի ակտիվացման համար: Վերջնական արտադրանքի տեսակարար մակերեսը, ծակոտիների ծավալը և միկրոծակոտկենությունը նախ մեծանում են, ապա նվազում ջերմաստիճանի բարձրացման հետ մեկտեղ: Չենգ Սոնգը և այլք [22] օգտագործել են արձագանքող մակերեսի մեթոդաբանությունը՝ մակադամիա ընկույզի կճեպների CO2 ակտիվացման գործընթացը վերլուծելու համար: Արդյունքները ցույց են տվել, որ ակտիվացման ջերմաստիճանը և ակտիվացման ժամանակը ամենամեծ ազդեցությունն ունեն ակտիվացված ածխածնի միկրոծակոտիների զարգացման վրա: