Welkom op onze website voor productinformatie en advies.
Onze website:https://www.vet-china.com/
Dit artikel analyseert de huidige markt voor actieve kool, voert een diepgaande analyse uit van de grondstoffen voor actieve kool, introduceert de methoden voor het karakteriseren van de poriënstructuur, productiemethoden, beïnvloedende factoren en de voortgang van de toepassing van actieve kool, en bespreekt de onderzoeksresultaten van technologie voor het optimaliseren van de poriënstructuur van actieve kool. Het doel is om actieve kool een grotere rol te laten spelen in de toepassing van groene en koolstofarme technologieën.
Bereiding van actieve kool
Over het algemeen bestaat de bereiding van actieve kool uit twee fasen: carbonisatie en activering.
Carbonisatieproces
Carbonisatie verwijst naar het proces waarbij ruwe steenkool op hoge temperatuur wordt verhit onder bescherming van inert gas om de vluchtige bestanddelen te ontbinden en gecarboniseerde tussenproducten te verkrijgen. Het gewenste resultaat van de carbonisatie kan worden bereikt door de procesparameters aan te passen. Studies hebben aangetoond dat de activeringstemperatuur een belangrijke procesparameter is die de carbonisatie-eigenschappen beïnvloedt. Jie Qiang et al. onderzochten het effect van de carbonisatie-verwarmingssnelheid op de prestaties van actieve kool in een moffeloven en ontdekten dat een lagere snelheid de opbrengst van gecarboniseerde materialen verbetert en materialen van hogere kwaliteit oplevert.
Activeringsproces
Door carbonisatie kunnen de grondstoffen een microkristallijne structuur vormen die lijkt op grafiet en een primaire poriënstructuur genereren. Deze poriën zijn echter wanordelijk of geblokkeerd en afgesloten door andere stoffen, wat resulteert in een klein specifiek oppervlak en verdere activering vereist. Activering is het proces waarbij de poriënstructuur van het gecarboniseerde product verder wordt verrijkt. Dit gebeurt voornamelijk door de chemische reactie tussen de activator en de grondstof: het kan de vorming van een poreuze microkristallijne structuur bevorderen.
Activering verloopt hoofdzakelijk in drie fasen tijdens het proces van het verrijken van de poriën van het materiaal:
(1) Het openen van de oorspronkelijke gesloten poriën (via poriën);
(2) Het vergroten van de oorspronkelijke poriën (poriënvergroting);
(3) Het vormen van nieuwe poriën (poriënvorming);
Deze drie effecten treden niet afzonderlijk op, maar gelijktijdig en synergetisch. Over het algemeen bevorderen poriënvorming en poriecreatie het aantal poriën, met name microporiën, wat gunstig is voor de bereiding van poreuze materialen met een hoge porositeit en een groot specifiek oppervlak. Overmatige porievergroting zorgt er echter voor dat de poriën samensmelten en met elkaar verbonden raken, waardoor microporiën in grotere poriën veranderen. Om actieve koolmaterialen met goed ontwikkelde poriën en een groot specifiek oppervlak te verkrijgen, is het daarom noodzakelijk om overmatige activering te vermijden. Veelgebruikte methoden voor de activering van actieve kool zijn onder andere chemische, fysische en fysisch-chemische methoden.
Chemische activeringsmethode
De chemische activeringsmethode is een methode waarbij chemische reagentia aan de grondstoffen worden toegevoegd en deze vervolgens worden verhit in een oven onder beschermende gassen zoals N2 en Ar, waardoor ze tegelijkertijd carboniseren en activeren. Veelgebruikte activatoren zijn NaOH, KOH en H3PO4. De chemische activeringsmethode heeft als voordelen een lage activeringstemperatuur en een hoge opbrengst, maar kent ook nadelen zoals sterke corrosie, moeilijkheden bij het verwijderen van oppervlaktereagentia en ernstige milieuvervuiling.
Fysieke activeringsmethode
De fysische activeringsmethode houdt in dat de grondstoffen direct in een oven worden gecarboniseerd en vervolgens bij hoge temperatuur worden gereageerd met gassen zoals CO2 en H2O om de poriën te vergroten en uit te zetten. Deze methode biedt echter weinig controle over de poriënstructuur. CO2 wordt veel gebruikt bij de bereiding van actieve kool, omdat het schoon, gemakkelijk verkrijgbaar en goedkoop is. Door gecarboniseerde kokosnootschalen als grondstof te gebruiken en deze te activeren met CO2, werd actieve kool met ontwikkelde microporiën geproduceerd, met een specifiek oppervlak en een totaal porievolume van respectievelijk 1653 m²·g⁻¹ en 0,1045 cm³·g⁻¹. De prestaties voldoen aan de gebruiksnormen voor actieve kool in dubbellaagcondensatoren.
Activeer mispelpitten met CO2 om superactieve kool te bereiden. Na activering bij 1100℃ gedurende 30 minuten bereikten het specifieke oppervlak en het totale porievolume respectievelijk 3500 m²·g⁻¹ en 1,84 cm³·g⁻¹. Gebruik CO2 voor secundaire activering van commerciële actieve kool van kokosnootschalen. Na activering werden de microporiën van het eindproduct smaller, nam het microporievolume toe van 0,21 cm³·g⁻¹ tot 0,27 cm³·g⁻¹, steeg het specifieke oppervlak van 627,22 m²·g⁻¹ tot 822,71 m²·g⁻¹ en nam de adsorptiecapaciteit van fenol met 23,77% toe.
Andere onderzoekers hebben de belangrijkste controlefactoren van het CO2-activeringsproces bestudeerd. Mohammad et al. [21] ontdekten dat de temperatuur de belangrijkste beïnvloedende factor is wanneer CO2 wordt gebruikt om rubberzaagsel te activeren. Het specifieke oppervlak, het porievolume en de microporositeit van het eindproduct namen eerst toe en vervolgens af met stijgende temperatuur. Cheng Song et al. [22] gebruikten de respons-oppervlaktemethodologie om het CO2-activeringsproces van macadamianotenschillen te analyseren. De resultaten toonden aan dat de activeringstemperatuur en de activeringstijd de grootste invloed hebben op de ontwikkeling van geactiveerde koolstofmicroporiën.
Geplaatst op: 27 augustus 2024