Кеуекті көміртек кеуек құрылымын оңтайландыру-I

Өнім туралы ақпарат алу және кеңес алу үшін біздің веб-сайтқа қош келдіңіз.

Біздің веб-сайт:https://www.vet-china.com/

 

Бұл мақалада белсендірілген көмір нарығының қазіргі жағдайы талданады, белсендірілген көмірдің шикізатына терең талдау жасалады, кеуек құрылымын сипаттау әдістері, өндіріс әдістері, әсер ететін факторлар және белсендірілген көмірді қолдану процесі енгізіледі, сондай-ақ белсендірілген көмірдің жасыл және төмен көміртекті технологияларды қолдануда үлкен рөл атқаруын ынталандыру мақсатында белсендірілген көмірдің кеуек құрылымын оңтайландыру технологиясын зерттеу нәтижелері қарастырылады.

 

Белсендірілген көмірді дайындау

Жалпы алғанда, белсендірілген көмірді дайындау екі кезеңге бөлінеді: карбонизация және активтендіру

 

Карбонизация процесі

Карбонизация дегеніміз шикі көмірді инертті газдың қорғауымен жоғары температурада қыздыру процесін білдіреді, оның ұшпа затын ыдырату және аралық көміртектенген өнімдерді алу. Карбонизациялау процесінің параметрлерін реттеу арқылы күтілетін мақсатқа жетуге болады. Зерттеулер активация температурасының көміртектену қасиеттеріне әсер ететін негізгі процесс параметрі екенін көрсетті. Цзе Цян және т.б. муфель пешіндегі белсендірілген көмірдің жұмысына карбонизациялау қыздыру жылдамдығының әсерін зерттеп, төмен жылдамдық карбонизацияланған материалдардың өнімділігін арттыруға және жоғары сапалы материалдарды алуға көмектесетінін анықтады.

 

Белсендіру процесі

Карбондау шикізатты графитке ұқсас микрокристалды құрылым түзуге және бастапқы кеуекті құрылымды жасауға мүмкіндік береді. Дегенмен, бұл кеуектер басқа заттармен ретсізденеді немесе бітеліп, жабылады, нәтижесінде беткі ауданы аз болады және одан әрі белсендіруді қажет етеді. Белсендіру - бұл негізінен активатор мен шикізат арасындағы химиялық реакция арқылы жүзеге асырылатын көміртекті өнімнің кеуекті құрылымын одан әрі байыту процесі: ол кеуекті микрокристалды құрылымның түзілуіне ықпал ете алады.

Белсендіру негізінен материалдың тесіктерін байыту процесінде үш кезеңнен өтеді:
(1) Бастапқы жабық тесіктерді ашу (тесіктер арқылы);
(2) Бастапқы тесіктерді үлкейту (тесіктерді кеңейту);
(3) Жаңа тесіктерді қалыптастыру (тесіктерді жасау);

Бұл үш әсер жеке жүзеге асырылмайды, бір мезгілде және синергетикалық түрде жүреді. Жалпы алғанда, тесіктер арқылы және тесіктердің пайда болуы тесіктердің, әсіресе микротесіктердің санын көбейтуге ықпал етеді, бұл жоғары кеуектілігі және үлкен меншікті беткі ауданы бар кеуекті материалдарды дайындау үшін пайдалы, ал тесіктердің шамадан тыс кеңеюі тесіктердің бірігуіне және қосылуына әкеліп соғады, бұл микротесіктердің үлкен тесіктерге айналуына әкеледі. Сондықтан, дамыған тесіктері және үлкен меншікті беткі ауданы бар белсендірілген көміртекті материалдарды алу үшін шамадан тыс белсендіруден аулақ болу қажет. Жиі қолданылатын белсендірілген көміртекті белсендіру әдістеріне химиялық әдіс, физикалық әдіс және физика-химиялық әдіс жатады.

 

Химиялық активтендіру әдісі

Химиялық активтендіру әдісі шикізатқа химиялық реагенттерді қосып, содан кейін оларды қыздыру пешіне N2 және Ar сияқты қорғаныш газдарын енгізу арқылы оларды бір уақытта көміртектендіріп, белсендіру әдісін білдіреді. Жиі қолданылатын активаторлар әдетте NaOH, KOH және H3P04 болып табылады. Химиялық активтендіру әдісінің төмен активтендіру температурасы мен жоғары өнімділік артықшылықтары бар, бірақ сонымен қатар коррозияның жоғары деңгейі, беттік реагенттерді жоюдағы қиындықтар және қоршаған ортаның ауыр ластануы сияқты мәселелер де бар.

 

Физикалық белсендіру әдісі

Физикалық белсендіру әдісі шикізатты пеште тікелей көміртектеуді, содан кейін тері тесіктерін ұлғайту және тері тесіктерін кеңейту мақсатына жету үшін жоғары температурада енгізілген CO2 және H20 сияқты газдармен әрекеттесуді білдіреді, бірақ физикалық белсендіру әдісі тері тесіктерінің құрылымын басқарудың нашарлығына ие. Олардың ішінде CO2 белсендірілген көмірді дайындауда кеңінен қолданылады, себебі ол таза, алу оңай және арзан. Көміртекті кокос қабығын шикізат ретінде пайдаланып, оны CO2-мен белсендіріп, дамыған микрокеуектері бар белсендірілген көмірді дайындаңыз, оның нақты беткі ауданы және жалпы кеуек көлемі сәйкесінше 1653 м2·г-1 және 0,1045 см3·г-1 құрайды. Өнімділік қос қабатты конденсаторлар үшін белсендірілген көмірді пайдалану стандартына жетті.

Супербелсендірілген көмірді дайындау үшін локват тасты CO2-мен белсендіріңіз, 1100℃ температурада 30 минут белсендіргеннен кейін меншікті беткі ауданы мен жалпы кеуек көлемі сәйкесінше 3500 м2·г-1 және 1,84 см3·г-1 дейін жетті. Коммерциялық кокос қабығынан жасалған белсендірілген көмірде екінші реттік белсендіруді орындау үшін CO2 пайдаланыңыз. Белсендірілгеннен кейін дайын өнімнің микрокеуектері тарылды, микрокеуек көлемі 0,21 см3·г-1-ден 0,27 см3·г-1-ге дейін артты, меншікті беткі ауданы 627,22 м2·г-1-ден 822,71 м2·г-1-ге дейін артты, ал фенолдың адсорбциялық сыйымдылығы 23,77%-ға артты.

Басқа ғалымдар CO2 белсендіру процесінің негізгі бақылау факторларын зерттеді. Мохаммад және т.б. [21] CO2 резеңке үгінділерін белсендіру үшін қолданылған кезде температура негізгі әсер ететін фактор екенін анықтады. Дайын өнімнің меншікті бетінің ауданы, кеуек көлемі және микрокеуектілігі алдымен температураның жоғарылауымен артып, содан кейін төмендеді. Ченг Сонг және т.б. [22] макадамия жаңғағы қабықтарының CO2 белсендіру процесін талдау үшін жауап бетінің әдіснамасын қолданды. Нәтижелер белсендірілген көмір микрокеуектерінің дамуына белсендіру температурасы мен белсендіру уақыты ең үлкен әсер ететінін көрсетті.