Velkommen til nettsiden vår for produktinformasjon og konsultasjon.
Vår nettside:https://www.vet-china.com/
Denne artikkelen analyserer det nåværende markedet for aktivt karbon, gjennomfører en grundig analyse av råmaterialene til aktivt karbon, introduserer metoder for porestrukturkarakterisering, produksjonsmetoder, påvirkningsfaktorer og anvendelsesfremgang for aktivt karbon, og gjennomgår forskningsresultatene fra teknologi for optimalisering av porestruktur for aktivt karbon, med sikte på å fremme aktivt karbon til å spille en større rolle i anvendelsen av grønne og lavkarbonteknologier.
Fremstilling av aktivt kull
Generelt sett er fremstillingen av aktivt karbon delt inn i to trinn: karbonisering og aktivering
Karboniseringsprosess
Karbonisering refererer til prosessen med å varme opp råkull ved høy temperatur under beskyttelse av inert gass for å dekomponere dets flyktige stoffer og oppnå mellomliggende karboniserte produkter. Karboniseringen kan oppnås ved å justere prosessparametrene. Studier har vist at aktiveringstemperatur er en nøkkelprosessparameter som påvirker karboniseringsegenskapene. Jie Qiang et al. studerte effekten av karboniseringsoppvarmingshastighet på ytelsen til aktivt karbon i en muffelovn og fant at en lavere hastighet bidrar til å forbedre utbyttet av karboniserte materialer og produsere materialer av høy kvalitet.
Aktiveringsprosess
Karbonisering kan føre til at råmaterialene danner en mikrokrystallinsk struktur som ligner på grafitt og genererer en primær porestruktur. Disse porene er imidlertid uordnede eller blokkert og lukket av andre stoffer, noe som resulterer i et lite spesifikt overflateareal og krever ytterligere aktivering. Aktivering er prosessen med å ytterligere berike porestrukturen til det karboniserte produktet, som hovedsakelig utføres gjennom den kjemiske reaksjonen mellom aktivatoren og råmaterialet: det kan fremme dannelsen av porøs mikrokrystallinsk struktur.
Aktivering går hovedsakelig gjennom tre stadier i prosessen med å berike porene i materialet:
(1) Åpning av de opprinnelig lukkede porene (gjennom porene);
(2) Forstørrelse av de opprinnelige porene (poreutvidelse);
(3) Dannelse av nye porer (poreoppretting);
Disse tre effektene utføres ikke alene, men forekommer samtidig og synergistisk. Generelt sett bidrar gjennomgående porer og poredannelse til å øke antallet porer, spesielt mikroporer, noe som er gunstig for fremstilling av porøse materialer med høy porøsitet og stort spesifikt overflateareal, mens overdreven poreekspansjon vil føre til at porene smelter sammen og kobler seg sammen, og omdanner mikroporer til større porer. For å oppnå aktivt karbonmaterialer med utviklede porer og stort spesifikt overflateareal, er det derfor nødvendig å unngå overdreven aktivering. Vanlige metoder for aktivering av aktivt karbon inkluderer kjemisk metode, fysisk metode og fysisk-kjemisk metode.
Kjemisk aktiveringsmetode
Kjemisk aktiveringsmetode refererer til en metode der kjemiske reagenser til råmaterialene tilføres, og deretter varmes opp ved å introdusere beskyttelsesgasser som N2 og Ar i en varmeovn for å karbonisere og aktivere dem samtidig. Vanlig brukte aktivatorer er vanligvis NaOH, KOH og H3P04. Den kjemiske aktiveringsmetoden har fordelene med lav aktiveringstemperatur og høyt utbytte, men den har også problemer som stor korrosjon, vanskeligheter med å fjerne overflatereagenser og alvorlig miljøforurensning.
Fysisk aktiveringsmetode
Fysisk aktiveringsmetoden refererer til karbonisering av råmaterialene direkte i ovnen, og deretter reaksjon med gasser som CO2 og H20 som introduseres ved høy temperatur for å oppnå formålet med å øke porene og utvide porene, men den fysiske aktiveringsmetoden har dårlig kontrollerbarhet av porestrukturen. Blant disse er CO2 mye brukt i fremstilling av aktivt karbon fordi det er rent, lett å få tak i og rimelig. Bruk karbonisert kokosnøttskall som råmateriale og aktiver det med CO2 for å fremstille aktivt karbon med utviklede mikroporer, med et spesifikt overflateareal og totalt porevolum på henholdsvis 1653 m2·g-1 og 0,1045 cm3·g-1. Ytelsen nådde bruksstandarden for aktivt karbon for dobbeltlagskondensatorer.
Aktiver mispelstein med CO2 for å lage superaktivert karbon. Etter aktivering ved 1100 ℃ i 30 minutter nådde det spesifikke overflatearealet og det totale porevolumet opptil henholdsvis 3500 m²·g⁻¹ og 1,84 cm³·g⁻¹. Bruk CO2 til å utføre sekundær aktivering på kommersielt kokosnøttskallaktivert karbon. Etter aktivering ble mikroporene i det ferdige produktet innsnevret, mikroporevolumet økte fra 0,21 cm³·g⁻¹ til 0,27 cm³·g⁻¹, det spesifikke overflatearealet økte fra 627,22 m²·g⁻¹ til 822,71 m²·g⁻¹, og adsorpsjonskapasiteten til fenol økte med 23,77 %.
Andre forskere har studert de viktigste kontrollfaktorene for CO2-aktiveringsprosessen. Mohammad et al. [21] fant at temperatur er den viktigste påvirkningsfaktoren når CO2 brukes til å aktivere sagflis av gummi. Det spesifikke overflatearealet, porevolumet og mikroporøsiteten til det ferdige produktet økte først og minket deretter med økende temperatur. Cheng Song et al. [22] brukte responsoverflatemetodikk for å analysere CO2-aktiveringsprosessen til macadamianøttskall. Resultatene viste at aktiveringstemperatur og aktiveringstid har størst innflytelse på utviklingen av mikroporer basert på aktivt karbon.
Publisert: 27. august 2024