Selamat datang di situs web kami untuk informasi dan konsultasi produk.
Situs web kami:https://www.vet-china.com/
Makalah ini menganalisis pasar karbon aktif saat ini, melakukan analisis mendalam terhadap bahan baku karbon aktif, memperkenalkan metode karakterisasi struktur pori, metode produksi, faktor-faktor yang memengaruhi dan kemajuan aplikasi karbon aktif, dan meninjau hasil penelitian teknologi pengoptimalan struktur pori karbon aktif, yang bertujuan untuk mempromosikan karbon aktif agar memainkan peran yang lebih besar dalam penerapan teknologi hijau dan rendah karbon.
Persiapan karbon aktif
Secara umum pembuatan karbon aktif dibagi menjadi dua tahap yaitu karbonisasi dan aktivasi.
Proses karbonisasi
Karbonisasi mengacu pada proses pemanasan batu bara mentah pada suhu tinggi di bawah perlindungan gas inert untuk menguraikan zat volatilnya dan memperoleh produk karbonisasi antara. Karbonisasi dapat mencapai tujuan yang diharapkan dengan menyesuaikan parameter proses. Penelitian telah menunjukkan bahwa suhu aktivasi merupakan parameter proses utama yang memengaruhi sifat karbonisasi. Jie Qiang dkk. mempelajari pengaruh laju pemanasan karbonisasi terhadap kinerja karbon aktif dalam tungku peredam dan menemukan bahwa laju yang lebih rendah membantu meningkatkan hasil bahan karbonisasi dan menghasilkan bahan berkualitas tinggi.
Proses aktivasi
Karbonisasi dapat membuat bahan baku membentuk struktur mikrokristalin yang mirip dengan grafit dan menghasilkan struktur pori primer. Namun, pori-pori ini tidak teratur atau tersumbat dan ditutup oleh zat lain, sehingga menghasilkan luas permukaan spesifik yang kecil dan memerlukan aktivasi lebih lanjut. Aktivasi adalah proses pengayaan lebih lanjut struktur pori produk yang dikarbonisasi, yang terutama dilakukan melalui reaksi kimia antara aktivator dan bahan baku: hal ini dapat mendorong pembentukan struktur mikrokristalin berpori.
Aktivasi terutama melalui tiga tahap dalam proses pengayaan pori-pori material:
(1) Membuka pori-pori yang semula tertutup (melalui pori-pori);
(2) Memperbesar pori-pori asli (pore expansion);
(3) Membentuk pori-pori baru (pore creation);
Ketiga efek ini tidak dilakukan sendiri-sendiri, tetapi terjadi secara bersamaan dan sinergis. Secara umum, melalui pori-pori dan pembentukan pori-pori akan meningkatkan jumlah pori-pori, terutama pori-pori mikro, yang bermanfaat untuk persiapan bahan berpori dengan porositas tinggi dan luas permukaan spesifik yang besar, sementara perluasan pori-pori yang berlebihan akan menyebabkan pori-pori tersebut menyatu dan terhubung, mengubah pori-pori mikro menjadi pori-pori yang lebih besar. Oleh karena itu, untuk mendapatkan bahan karbon aktif dengan pori-pori yang berkembang dan luas permukaan spesifik yang besar, perlu untuk menghindari aktivasi yang berlebihan. Metode aktivasi karbon aktif yang umum digunakan meliputi metode kimia, metode fisik, dan metode fisikokimia.
Metode aktivasi kimia
Metode aktivasi kimia mengacu pada metode penambahan reagen kimia ke bahan baku, kemudian memanaskannya dengan memasukkan gas pelindung seperti N2 dan Ar dalam tungku pemanas untuk mengkarbonisasi dan mengaktifkannya pada saat yang bersamaan. Aktivator yang umum digunakan umumnya adalah NaOH, KOH dan H3P04. Metode aktivasi kimia memiliki keunggulan suhu aktivasi rendah dan hasil tinggi, tetapi juga memiliki masalah seperti korosi besar, kesulitan dalam menghilangkan reagen permukaan dan pencemaran lingkungan yang serius.
Metode aktivasi fisik
Metode aktivasi fisik mengacu pada karbonisasi bahan baku langsung di tungku, dan kemudian bereaksi dengan gas seperti CO2 dan H20 yang dimasukkan pada suhu tinggi untuk mencapai tujuan meningkatkan pori-pori dan memperluas pori-pori, tetapi metode aktivasi fisik memiliki pengendalian struktur pori yang buruk. Di antara mereka, CO2 banyak digunakan dalam persiapan karbon aktif karena bersih, mudah diperoleh dan berbiaya rendah. Gunakan tempurung kelapa yang dikarbonisasi sebagai bahan baku dan aktifkan dengan CO2 untuk menyiapkan karbon aktif dengan mikropori yang dikembangkan, dengan luas permukaan spesifik dan volume pori total masing-masing 1653m2·g-1 dan 0,1045cm3·g-1. Kinerja mencapai standar penggunaan karbon aktif untuk kapasitor lapisan ganda.
Mengaktifkan biji loquat dengan CO2 untuk menyiapkan karbon aktif super, setelah aktivasi pada suhu 1100℃ selama 30 menit, luas permukaan spesifik dan volume pori total masing-masing mencapai 3500m2·g-1 dan 1,84cm3·g-1. Menggunakan CO2 untuk melakukan aktivasi sekunder pada karbon aktif tempurung kelapa komersial. Setelah aktivasi, pori-pori mikro produk akhir menyempit, volume pori mikro meningkat dari 0,21 cm3·g-1 menjadi 0,27 cm3·g-1, luas permukaan spesifik meningkat dari 627,22 m2·g-1 menjadi 822,71 m2·g-1, dan kapasitas adsorpsi fenol meningkat sebesar 23,77%.
Ilmuwan lain telah mempelajari faktor kontrol utama dari proses aktivasi CO2. Mohammad et al. [21] menemukan bahwa suhu merupakan faktor pengaruh utama ketika CO2 digunakan untuk mengaktifkan serbuk gergaji karet. Luas permukaan spesifik, volume pori, dan mikroporositas produk akhir mula-mula meningkat dan kemudian menurun seiring dengan peningkatan suhu. Cheng Song et al. [22] menggunakan metodologi permukaan respons untuk menganalisis proses aktivasi CO2 dari kulit kacang macadamia. Hasil penelitian menunjukkan bahwa suhu aktivasi dan waktu aktivasi memiliki pengaruh terbesar pada perkembangan mikropori karbon aktif.
Waktu posting: 27-Agu-2024