Velkomin á vefsíðu okkar til að fá upplýsingar og ráðgjöf um vörur.
Vefsíða okkar:https://www.vet-china.com/
Eðlisfræðileg og efnafræðileg virkjunaraðferð
Eðlis- og efnafræðileg virkjunaraðferð vísar til aðferðar við að búa til porous efni með því að sameina ofangreindar tvær virkjunaraðferðir. Almennt er efnavirkjun framkvæmd fyrst og síðan er eðlisfræðileg virkjun framkvæmd. Fyrst er sellulósi lagt í bleyti í 68%~85% H3PO4 lausn við 85°C í 2 klst., síðan kolsýrt í muffleofni í 4 klst. og síðan virkjað með CO2. Eðlisfræðilegt yfirborðsflatarmál virka kolefnisins sem fékkst var allt að 3700m2·g-1. Reynt er að nota sisal trefjar sem hráefni og virkjað virka kolefnistrefjar (ACF) sem fengust með H3PO4 virkjun einu sinni, hitað upp í 830°C undir N2 vernd og síðan notað vatnsgufa sem virkjara fyrir seinni virkjun. Eðlisfræðilegt yfirborðsflatarmál ACF sem fékkst eftir 60 mínútna virkjun batnaði verulega.
Einkenni á uppbyggingu svitahola í virkjuðumkolefni
Algengar aðferðir til að greina eiginleika virkjaðs kolefnis og leiðbeiningar um notkun eru sýndar í töflu 2. Hægt er að prófa eiginleika efnisins varðandi porubyggingu út frá tveimur þáttum: gagnagreiningu og myndgreiningu.
Rannsóknarframfarir í tækni til að hámarka svitaholabyggingu virks kolefnis
Þótt virkt kolefni hafi ríkar svitaholur og mikið yfirborðsflatarmál, þá hefur það framúrskarandi árangur á mörgum sviðum. Hins vegar, vegna mikillar hráefnisvalmöguleika og flókinna framleiðsluskilyrða, hafa fullunnar vörur almennt ókosti eins og óreiðukennda svitaholabyggingu, mismunandi yfirborðsflatarmál, óreglulega dreifingu svitaholastærða og takmarkaða efnafræðilega eiginleika yfirborðsins. Þess vegna eru ókostir eins og stór skammtur og þröng aðlögunarhæfni í notkunarferlinu, sem ekki uppfyllir kröfur markaðarins. Þess vegna er mjög hagnýtt mikilvægt að hámarka og stjórna uppbyggingu og bæta alhliða nýtingargetu hennar. Algengar aðferðir til að hámarka og stjórna svitaholabyggingu eru meðal annars efnastjórnun, blöndun fjölliða og stjórnun á hvatavirkjun.
Tækni til efnafræðilegrar reglugerðar
Efnafræðileg stjórnunartækni vísar til ferlisins við að virkja (breyta) porous efni sem myndast eftir virkjun með efnafræðilegum hvarfefnum, þar sem upprunalegu svitaholurnar eru rofnar, örsvitarnir stækka eða ný örsvitar eru myndaðir til að auka yfirborðsflatarmál og svitaholabyggingu efnisins. Almennt séð er fullunnin vara eftir eina virkjun yfirleitt dýft í 0,5~4 sinnum af efnafræðilegri lausn til að stjórna svitaholabyggingunni og auka yfirborðsflatarmálið. Hægt er að nota alls konar sýru- og basalausnir sem hvarfefni fyrir aukavirkjun.
Tækni til að breyta yfirborðsoxun sýru
Breyting á yfirborði sýruoxunar er algeng aðferð til að stjórna efnasamsetningu. Við viðeigandi hitastig geta sýruoxunarefni auðgað svitaholurnar í virku kolefni, aukið stærð svitaholanna og opnað stíflaðar svitaholur. Eins og er beinast rannsóknir innanlands og erlendis aðallega að breytingum á ólífrænum sýrum. HN03 er algengt oxunarefni og margir fræðimenn nota HN03 til að breyta virku kolefni. Tong Li o.fl. [28] komust að því að HN03 getur aukið innihald súrefnis- og köfnunarefnis-innihaldandi virkra hópa á yfirborði virkjaðs kolefnis og bætt aðsogsáhrif kvikasilfurs.
Eftir breytingu á virku kolefni með HN03 minnkaði yfirborðsflatarmál virka kolefnisins úr 652 m²·g-1 í 241 m²·g-1, meðalporastærð jókst úr 1,27 nm í 1,641 nm og aðsogsgeta bensófenóns í hermt bensíni jókst um 33,7%. Þegar virkt kolefni úr viði var breytt með 10% og 70% rúmmálsstyrk af HN03, talið í sömu röð. Niðurstöðurnar sýna að yfirborðsflatarmál virka kolefnisins sem var breytt með 10% HN03 jókst úr 925,45 m²·g-1 í 960,52 m²·g-1; eftir breytingu með 70% HN03 minnkaði yfirborðsflatarmálið í 935,89 m²·g-1. Fjarlægingarhraði Cu2+ með virku kolefni sem var breytt með tveimur styrkleikum af HN03 var yfir 70% og 90%, talið í sömu röð.
Fyrir virkt kolefni sem notað er í aðsogsgreininni eru aðsogsáhrifin ekki aðeins háð svitaholabyggingu heldur einnig efnafræðilegum yfirborðseiginleikum aðsogsefnisins. Svitaholabyggingin ákvarðar yfirborðsflatarmál og aðsogsgetu virka kolefnisins, en efnafræðilegir yfirborðseiginleikar hafa áhrif á samspil virka kolefnisins og aðsogsefnisins. Að lokum kom í ljós að sýrubreyting virka kolefnisins getur ekki aðeins aðlagað svitaholabyggingu innan virka kolefnisins og hreinsað stíflaðar svitaholur, heldur einnig aukið innihald sýruhópa á yfirborði efnisins og aukið pólun og vatnssækni yfirborðsins. Aðsogsgeta EDTA með virku kolefni breytt með HCl jókst um 49,5% samanborið við það fyrir breytinguna, sem var betri en með HNO3 breytingunni.
Breytt virkt kolefni í atvinnuskyni með HNO3 og H2O2, talið í sömu röð! Yfirborðsflatarmálið eftir breytinguna var 91,3% og 80,8% af því sem var fyrir breytinguna, talið í sömu röð. Nýir súrefnisinnihaldandi virkir hópar eins og karboxýl, karbónýl og fenól voru bætt við yfirborðið. Aðsogsgeta nítróbensens með HNO3 breytingunni var sú besta, sem var 3,3 sinnum meiri en fyrir breytinguna. Komið hefur í ljós að aukning á innihaldi súrefnisinnihaldandi virkra hópa í virku kolefni eftir sýrubreytingu leiddi til aukinnar fjölda yfirborðsvirkra punkta, sem hafði bein áhrif á að bæta aðsogsgetu markaðs adsorbats.
Fáar skýrslur eru til um lífrænar sýrubreytingar á virku kolefni, samanborið við ólífrænar sýrur. Berið saman áhrif lífrænnar sýrubreytingar á svitaholubyggingu virks kolefnis og aðsog metanóls. Eftir breytinguna minnkaði yfirborðsflatarmál og heildarsvitaholurými virks kolefnis. Því sterkari sem sýrustigið var, því meiri var lækkunin. Eftir breytinguna með oxalsýru, vínsýru og sítrónusýru minnkaði yfirborðsflatarmál virks kolefnis úr 898,59 m²·g-1 í 788,03 m²·g-1, 685,16 m²·g-1 og 622,98 m²·g-1, talið í sömu röð. Hins vegar jókst örholuleiki virks kolefnis eftir breytinguna. Örholuleiki virks kolefnis sem breytt var með sítrónusýru jókst úr 75,9% í 81,5%.
Breytingar á oxalsýru og vínsýru eru gagnlegar fyrir aðsog metanóls, en sítrónusýra hefur hamlandi áhrif. Hins vegar komust J.Paul Chen o.fl. [35] að því að virkt kolefni breytt með sítrónusýru getur aukið aðsog koparjóna. Lin Tang o.fl. [36] breyttu hefðbundnu virku kolefni með maurasýru, oxalsýru og amínósúlfónsýru. Eftir breytinguna minnkaði yfirborðsflatarmál og svitahola. Súrefnisinnihaldandi virkir hópar eins og 0-HC-0, C-0 og S=0 mynduðust á yfirborði fullunninnar vöru og ójafnar etsaðar rásir og hvítir kristallar birtust. Jafnvægisaðsogsgeta asetons og ísóprópanóls jókst einnig verulega.
Tækni til að breyta basískum lausnum
Sumir fræðimenn hafa einnig notað basíska lausn til að framkvæma aukavirkjun á virku kolefni. Vökvið heimagert virkt kolefni, byggt á kolum, með Na0H lausn af mismunandi styrk til að stjórna svitaholabyggingunni. Niðurstöðurnar sýndu að lægri basísk styrkur stuðlaði að aukningu og útþenslu svitahola. Besti árangur náðist þegar massastyrkurinn var 20%. Virka kolefnið hafði hæsta eðlisfræðilega yfirborðsflatarmálið (681m2·g-1) og svitaholarúmmálið (0,5916cm3·g-1). Þegar massastyrkur Na0H fer yfir 20% eyðileggst svitaholabygging virka kolefnisins og svitaholabyggingarbreytur byrja að minnka. Þetta er vegna þess að hár styrkur Na0H lausnarinnar tærir kolefnisgrindina og fjöldi svitahola mun hrynja.
Framleiðsla á öflugu virku kolefni með blöndun fjölliða. Forverarnir voru fúrfúral plastefni og fúrfúrýlalkóhól, og etýlen glýkól var svitaholamyndandi efnið. Svitaholabyggingin var stjórnað með því að aðlaga innihald þessara þriggja fjölliða og fékkst svitaholaefni með svitaholastærð á milli 0,008 og 5 μm. Sumir fræðimenn hafa sannað að hægt er að kolefnisbinda pólýúretan-ímíð filmu (PUI) til að fá kolefnisfilmu og að hægt er að stjórna svitaholabyggingunni með því að breyta sameindabyggingu pólýúretan (PU) forfjölliðunnar [41]. Þegar PUI er hitað í 200°C myndast PU og pólýímíð (PI). Þegar hitameðhöndlunarhitinn hækkar í 400°C myndast gas við PU-hitun, sem leiðir til myndunar svitahola á PI filmunni. Eftir kolefnisbindingu fæst kolefnisfilma. Að auki getur blöndunaraðferð fjölliða einnig bætt ákveðna eðlisfræðilega og vélræna eiginleika efnisins að vissu marki.
Tækni til að stjórna hvatavirkjun
Tækni til að stjórna hvatavirkjun er í raun samsetning af efnavirkjunaraðferð og háhita gasvirkjunaraðferð. Almennt eru efnafræðileg efni bætt við hráefnin sem hvatar og hvatarnir eru notaðir til að aðstoða við kolefnismyndunar- eða virkjunarferlið til að fá gegndræpt kolefnisefni. Almennt séð hafa málmar hvataáhrif, en hvataáhrifin eru mismunandi.
Reyndar eru yfirleitt engin augljós mörk á milli efnavirkjunarstýringar og hvatavirkjunarstýringar á porous efnum. Þetta er vegna þess að báðar aðferðirnar bæta við hvarfefnum við kolefnismyndun og virkjun. Sérstakt hlutverk þessara hvarfefna ræður því hvort aðferðin tilheyrir flokki hvatavirkjunar.
Uppbygging hins porous kolefnisefnis sjálfs, eðlis- og efnafræðilegir eiginleikar hvata, skilyrði hvataviðbragða og aðferð við hleðslu hvata geta öll haft mismunandi áhrif á stjórnunaráhrifin. Með því að nota bitumínkol sem hráefni geta Mn(N03)2 og Cu(N03)2 sem hvata búið til porous efni sem innihalda málmoxíð. Viðeigandi magn málmoxíða getur bætt porosity og porumfang, en hvataáhrif mismunandi málma eru örlítið mismunandi. Cu(N03)2 getur stuðlað að myndun pora á bilinu 1,5~2,0 nm. Að auki munu málmoxíð og ólífræn sölt sem eru í ösku hráefnisins einnig gegna hvatahlutverki í virkjunarferlinu. Xie Qiang o.fl. [42] töldu að hvatavirkjunarviðbrögð frumefna eins og kalsíums og járns í ólífrænum efnum geti stuðlað að myndun pora. Þegar innihald þessara tveggja frumefna er of hátt eykst hlutfall meðalstórra og stórra pora í vörunni verulega.
Niðurstaða
Þótt virkt kolefni, sem mest notaða græna porous kolefnisefnið, hafi gegnt mikilvægu hlutverki í iðnaði og lífinu, hefur það enn mikla möguleika á framförum í hráefnisaukningu, kostnaðarlækkun, gæðabótum, orkubótum, líftímalengingu og styrkleikabótum. Að finna hágæða og ódýrt hráefni fyrir virkt kolefni, þróa hreina og skilvirka framleiðslutækni fyrir virkt kolefni og hámarka og stjórna porubyggingu virks kolefnis í samræmi við mismunandi notkunarsvið verður mikilvæg stefna til að bæta gæði virkra kolefnisafurða og stuðla að hágæðaþróun virks kolefnisiðnaðarins.
Birtingartími: 27. ágúst 2024