Добредојдовте на нашата веб-страница за информации за производите и консултации.
Нашата веб-страница:https://www.vet-china.com/
Метод на физичка и хемиска активација
Методот на физичко-хемиска активација се однесува на методот на подготовка на порозни материјали со комбинирање на горенаведените два методи на активација. Општо земено, прво се изведува хемиска активација, а потоа се изведува физичка активација. Прво, целулозата се потопува во раствор од 68%~85% H3PO4 на 85℃ во тек на 2 часа, потоа се карбонизира во муфелна печка 4 часа, а потоа се активира со CO2. Специфичната површина на добиениот активен јаглен изнесуваше дури 3700m2·g-1. Обидете се да користите сисал влакна како суровина и активирајте ги активните јаглеродни влакна (ACF) добиени со активација на H3PO4 еднаш, загрејте ги на 830℃ под заштита од N2, а потоа употребете водена пареа како активатор за секундарна активација. Специфичната површина на ACF добиена по 60 минути активација беше значително подобрена.
Карактеризација на перформансите на структурата на порите на активиранитејаглерод
Најчесто користените методи за карактеризација на перформансите на активен јаглен и упатствата за примена се прикажани во Табела 2. Карактеристиките на структурата на порите на материјалот може да се тестираат од два аспекта: анализа на податоци и анализа на слика.
Напредок во истражувањето на технологијата за оптимизација на структурата на порите со активен јаглен
Иако активниот јаглен има богати пори и огромна специфична површина, тој има одлични перформанси во многу области. Сепак, поради неговата широка селективност на суровините и сложените услови за подготовка, готовите производи генерално имаат недостатоци како хаотична структура на порите, различна специфична површина, нарушена распределба на големината на порите и ограничени хемиски својства на површината. Затоа, постојат недостатоци како што се голема доза и тесна прилагодливост во процесот на апликација, што не може да ги задоволи барањата на пазарот. Затоа, од големо практично значење е да се оптимизира и регулира структурата и да се подобри нејзината сеопфатна ефикасност на користење. Најчесто користените методи за оптимизирање и регулирање на структурата на порите вклучуваат хемиска регулација, мешање на полимери и каталитичка активациска регулација.
Технологија на хемиска регулација
Технологијата на хемиска регулација се однесува на процесот на секундарна активација (модификација) на порозни материјали добиени по активација со хемиски реагенси, еродирање на оригиналните пори, проширување на микропорите или понатамошно создавање нови микропори за зголемување на специфичната површина и структурата на порите на материјалот. Општо земено, готовиот производ од една активација генерално се потопува во 0,5~4 пати хемиски раствор за регулирање на структурата на порите и зголемување на специфичната површина. Сите видови кисели и алкални раствори може да се користат како реагенси за секундарна активација.
Технологија за модификација на оксидација на површината на киселината
Модификацијата на киселинската површинска оксидација е најчесто користен метод на регулирање. На соодветна температура, киселите оксиданти можат да ги збогатат порите во активниот јаглен, да ја подобрат неговата големина на порите и да ги исчистат затнатите пори. Во моментов, домашните и странските истражувања главно се фокусираат на модификација на неорганските киселини. HN03 е често користен оксиданс, а многу научници го користат HN03 за модификација на активниот јаглен. Тонг Ли и сор. [28] откриле дека HN03 може да ја зголеми содржината на функционални групи што содржат кислород и азот на површината на активниот јаглен и да го подобри ефектот на адсорпција на живата.
Со модификација на активен јаглен со HN03, по модификацијата, специфичната површина на активен јаглен се намали од 652m2·g-1 на 241m2·g-1, просечната големина на порите се зголеми од 1,27nm на 1,641nm, а капацитетот на адсорпција на бензофенонот во симулираниот бензин се зголеми за 33,7%. Со модификација на дрвен активен јаглен со 10% и 70% волуменска концентрација на HN03, соодветно. Резултатите покажуваат дека специфичната површина на активен јаглен модифициран со 10% HN03 се зголеми од 925,45m2·g-1 на 960,52m2·g-1; по модификација со 70% HN03, специфичната површина се намали на 935,89m2·g-1. Стапките на отстранување на Cu2+ со активен јаглен модифициран со две концентрации на HN03 беа над 70% и 90%, соодветно.
За активиран јаглен што се користи во полето на адсорпција, ефектот на адсорпција зависи не само од структурата на порите, туку и од површинските хемиски својства на адсорбентот. Структурата на порите ја одредува специфичната површина и капацитетот на адсорпција на активираниот јаглен, додека површинските хемиски својства влијаат на интеракцијата помеѓу активираниот јаглен и адсорбатот. Конечно, беше откриено дека киселинската модификација на активираниот јаглен не само што може да ја прилагоди структурата на порите во активираниот јаглен и да ги исчисти блокираните пори, туку и да ја зголеми содржината на кисели групи на површината на материјалот и да ја подобри поларноста и хидрофилноста на површината. Капацитетот на адсорпција на EDTA со активен јаглен модифициран со HCI се зголеми за 49,5% во споредба со оној пред модификацијата, што беше подобро од оној на модификацијата со HNO3.
Модифициран комерцијален активен јаглен со HNO3 и H2O2, соодветно! Специфичните површини по модификацијата беа 91,3% и 80,8% од оние пред модификацијата, соодветно. На површината беа додадени нови функционални групи што содржат кислород, како што се карбоксил, карбонил и фенол. Капацитетот на адсорпција на нитробензен со модификација на HNO3 беше најдобар, кој беше 3,3 пати поголем од пред модификацијата. Утврдено е дека зголемувањето на содржината на функционални групи што содржат кислород во активниот јаглен по модификацијата со киселина доведе до зголемување на бројот на површински активни точки, што имаше директен ефект врз подобрувањето на капацитетот на адсорпција на целниот адсорбат.
Во споредба со неорганските киселини, постојат малку извештаи за модификација на активниот јаглен со органска киселина. Споредете ги ефектите од модификацијата на органската киселина врз својствата на структурата на порите на активниот јаглен и адсорпцијата на метанол. По модификацијата, специфичната површина и вкупниот волумен на порите на активниот јаглен се намалија. Колку е посилна киселоста, толку е поголемо намалувањето. По модификацијата со оксална киселина, винска киселина и лимонска киселина, специфичната површина на активниот јаглен се намали од 898,59m2·g-1 на 788,03m2·g-1, 685,16m2·g-1 и 622,98m2·g-1 соодветно. Сепак, микропорозноста на активниот јаглен се зголеми по модификацијата. Микропорозноста на активниот јаглен модифициран со лимонска киселина се зголеми од 75,9% на 81,5%.
Модификацијата на оксална киселина и винска киселина е корисна за адсорпција на метанол, додека лимонската киселина има инхибиторен ефект. Сепак, Џ. Пол Чен и сор. [35] откриле дека активниот јаглен модифициран со лимонска киселина може да ја подобри адсорпцијата на јони на бакар. Лин Танг и сор. [36] модифицирале комерцијален активен јаглен со мравја киселина, оксална киселина и аминосулфонска киселина. По модификацијата, специфичната површина и волуменот на порите биле намалени. Функционални групи што содржат кислород, како што се 0-HC-0, C-0 и S=0, биле формирани на површината на готовиот производ, а се појавиле и нерамномерни гравирани канали и бели кристали. Рамнотежниот капацитет на адсорпција на ацетон и изопропанол, исто така, значително се зголемил.
Технологија за модификација на алкален раствор
Некои научници користеле и алкален раствор за да извршат секундарна активација на активен јаглен. Импрегнирајте го домашниот активен јаглен на база на јаглен со раствор од Na0H со различни концентрации за да ја контролирате структурата на порите. Резултатите покажаа дека пониската концентрација на алкали е погодна за зголемување и ширење на порите. Најдобриот ефект е постигнат кога масената концентрација е 20%. Активниот јаглен има најголема специфична површина (681m2·g-1) и волумен на порите (0,5916cm3·g-1). Кога масената концентрација на Na0H надминува 20%, структурата на порите на активниот јаглен е уништена и параметрите на структурата на порите почнуваат да се намалуваат. Ова е затоа што високата концентрација на раствор од Na0H ќе го кородира јаглеродниот скелет и голем број пори ќе се срушат.
Подготовка на високо-ефикасен активен јаглен со мешање на полимери. Прекурсорите беа фурфурална смола и фурфурил алкохол, а етилен гликолот беше средство за формирање пори. Структурата на порите беше контролирана со прилагодување на содржината на трите полимери, и беше добиен порозен материјал со големина на порите помеѓу 0,008 и 5 μm. Некои научници докажаа дека полиуретанско-имидната фолија (PUI) може да се карбонизира за да се добие јаглеродна фолија, а структурата на порите може да се контролира со промена на молекуларната структура на полиуретанскиот (PU) преполимер [41]. Кога PUI се загрева на 200°C, ќе се генерираат PU и полиимид (PI). Кога температурата на термичка обработка ќе се искачи на 400°C, PU пиролизата произведува гас, што резултира со формирање на порска структура на PI фолијата. По карбонизацијата, се добива јаглеродна фолија. Покрај тоа, методот на мешање на полимери може да подобри и некои физички и механички својства на материјалот до одреден степен.
Технологија за регулирање на каталитичка активација
Технологијата за регулирање на каталитичката активација е всушност комбинација од метод на хемиска активација и метод на активација на гас на висока температура. Општо земено, хемиските супстанции се додаваат во суровините како катализатори, а катализаторите се користат за да помогнат во процесот на карбонизација или активација за да се добијат порозни јаглеродни материјали. Општо земено, металите генерално имаат каталитички ефекти, но каталитичките ефекти варираат.
Всушност, обично не постои очигледна граница помеѓу регулацијата на хемиската активација и регулацијата на каталитичката активација на порозни материјали. Ова е затоа што двата метода додаваат реагенси за време на процесот на карбонизација и активација. Специфичната улога на овие реагенси одредува дали методот припаѓа на категоријата на каталитичка активација.
Структурата на самиот порозен јаглероден материјал, физичките и хемиските својства на катализаторот, условите на каталитичката реакција и методот на полнење на катализаторот можат да имаат различен степен на влијание врз ефектот на регулација. Со употреба на битуменски јаглен како суровина, Mn(N03)2 и Cu(N03)2 како катализатори, може да се подготват порозни материјали што содржат метални оксиди. Соодветната количина на метални оксиди може да ја подобри порозноста и волуменот на порите, но каталитичките ефекти на различните метали се малку различни. Cu(N03)2 може да го поттикне развојот на пори во опсег од 1,5~2,0 nm. Покрај тоа, металните оксиди и неорганските соли содржани во пепелта од суровина, исто така, ќе играат каталитичка улога во процесот на активирање. Сие Ќијанг и сор. [42] верувале дека реакцијата на каталитичка активација на елементи како што се калциум и железо во неорганска материја може да го поттикне развојот на пори. Кога содржината на овие два елементи е превисока, процентот на средни и големи пори во производот значително се зголемува.
Заклучок
Иако активниот јаглен, како најшироко користен зелен порозен јаглероден материјал, игра важна улога во индустријата и животот, тој сè уште има голем потенцијал за подобрување во експанзијата на суровините, намалувањето на трошоците, подобрувањето на квалитетот, подобрувањето на енергијата, продолжувањето на животниот век и подобрувањето на цврстината. Пронаоѓањето висококвалитетни и евтини суровини од активен јаглен, развојот на чиста и ефикасна технологија за производство на активен јаглен и оптимизирањето и регулирањето на структурата на порите на активниот јаглен според различните области на примена ќе биде важна насока за подобрување на квалитетот на производите од активен јаглен и промовирање на висококвалитетниот развој на индустријата за активен јаглен.
Време на објавување: 27 август 2024 година