Witamy na naszej stronie internetowej, gdzie znajdą Państwo informacje o produktach i konsultacje.
Nasza strona internetowa:https://www.vet-china.com/
W artykule tym przeanalizowano obecny rynek węgla aktywnego, przeprowadzono dogłębną analizę surowców węgla aktywnego, przedstawiono metody charakteryzowania struktury porów, metody produkcji, czynniki wpływające i postępy w stosowaniu węgla aktywnego, a także omówiono wyniki badań nad technologią optymalizacji struktury porów węgla aktywnego. Celem jest promowanie węgla aktywnego, aby odgrywał on większą rolę w stosowaniu zielonych i niskoemisyjnych technologii.
Przygotowanie węgla aktywnego
Ogólnie rzecz biorąc, przygotowanie węgla aktywnego dzieli się na dwa etapy: karbonizację i aktywację
Proces karbonizacji
Karbonizacja odnosi się do procesu nagrzewania surowego węgla w wysokiej temperaturze pod osłoną gazu obojętnego w celu rozłożenia jego lotnej substancji i uzyskania pośrednich zwęglonych produktów. Karbonizacja może osiągnąć oczekiwany cel poprzez dostosowanie parametrów procesu. Badania wykazały, że temperatura aktywacji jest kluczowym parametrem procesu wpływającym na właściwości karbonizacji. Jie Qiang i in. badali wpływ szybkości nagrzewania karbonizacji na wydajność węgla aktywowanego w piecu muflowym i odkryli, że niższa szybkość pomaga poprawić wydajność zwęglonych materiałów i wytwarzać materiały wysokiej jakości.
Proces aktywacji
Karbonizacja może sprawić, że surowce utworzą strukturę mikrokrystaliczną podobną do grafitu i wygenerują pierwotną strukturę porów. Jednak pory te są nieuporządkowane lub zablokowane i zamknięte przez inne substancje, co skutkuje małą powierzchnią właściwą i wymaga dalszej aktywacji. Aktywacja to proces dalszego wzbogacania struktury porów karbonizowanego produktu, który jest przeprowadzany głównie poprzez reakcję chemiczną między aktywatorem a surowcem: może promować tworzenie porowatej struktury mikrokrystalicznej.
Aktywacja przebiega zasadniczo w trzech etapach procesu wzbogacania porów materiału:
(1) Otwieranie pierwotnie zamkniętych porów (poprzez pory);
(2) Powiększanie pierwotnych porów (ekspansja porów);
(3) Tworzenie nowych porów (tworzenie porów);
Te trzy efekty nie są przeprowadzane samodzielnie, ale występują jednocześnie i synergicznie. Ogólnie rzecz biorąc, poprzez pory i tworzenie porów sprzyjają zwiększeniu liczby porów, zwłaszcza mikroporów, co jest korzystne dla przygotowania materiałów porowatych o dużej porowatości i dużej powierzchni właściwej, podczas gdy nadmierna ekspansja porów spowoduje, że pory połączą się i połączą, przekształcając mikropory w większe pory. Dlatego, aby uzyskać materiały węgla aktywnego o rozwiniętych porach i dużej powierzchni właściwej, konieczne jest unikanie nadmiernej aktywacji. Powszechnie stosowane metody aktywacji węgla aktywnego obejmują metodę chemiczną, metodę fizyczną i metodę fizykochemiczną.
Metoda aktywacji chemicznej
Metoda aktywacji chemicznej odnosi się do metody dodawania odczynników chemicznych do surowców, a następnie podgrzewania ich przez wprowadzanie gazów ochronnych, takich jak N2 i Ar, w piecu grzewczym w celu ich zwęglenia i jednoczesnej aktywacji. Powszechnie stosowanymi aktywatorami są na ogół NaOH, KOH i H3P04. Metoda aktywacji chemicznej ma zalety niskiej temperatury aktywacji i wysokiej wydajności, ale ma również problemy, takie jak duża korozja, trudności w usuwaniu odczynników powierzchniowych i poważne zanieczyszczenie środowiska.
Metoda aktywacji fizycznej
Metoda aktywacji fizycznej odnosi się do karbonizacji surowców bezpośrednio w piecu, a następnie reakcji z gazami takimi jak CO2 i H2O wprowadzanymi w wysokiej temperaturze w celu zwiększenia porów i rozszerzenia porów, ale metoda aktywacji fizycznej ma słabą kontrolę nad strukturą porów. Spośród nich CO2 jest szeroko stosowany w przygotowaniu węgla aktywnego, ponieważ jest czysty, łatwy do uzyskania i niedrogi. Użyj zwęglonej skorupy orzecha kokosowego jako surowca i aktywuj ją CO2, aby przygotować węgiel aktywny z rozwiniętymi mikroporami, o powierzchni właściwej i całkowitej objętości porów odpowiednio 1653 m2·g-1 i 0,1045 cm3·g-1. Wydajność osiągnęła standard użytkowania węgla aktywnego dla kondensatorów dwuwarstwowych.
Aktywuj kamień pigwowca za pomocą CO2, aby przygotować superaktywny węgiel, po aktywacji w temperaturze 1100℃ przez 30 minut, powierzchnia właściwa i całkowita objętość porów osiągnęły odpowiednio 3500 m2·g-1 i 1,84 cm3·g-1. Użyj CO2, aby wykonać wtórną aktywację na komercyjnym węglu aktywowanym z łupin orzecha kokosowego. Po aktywacji mikropory gotowego produktu zostały zwężone, objętość mikroporów wzrosła z 0,21 cm3·g-1 do 0,27 cm3·g-1, powierzchnia właściwa wzrosła z 627,22 m2·g-1 do 822,71 m2·g-1, a zdolność adsorpcji fenolu wzrosła o 23,77%.
Inni naukowcy badali główne czynniki kontrolne procesu aktywacji CO2. Mohammad i in. [21] odkryli, że temperatura jest głównym czynnikiem wpływającym, gdy CO2 jest używany do aktywacji trocin gumowych. Powierzchnia właściwa, objętość porów i mikroporowatość gotowego produktu najpierw wzrastały, a następnie malały wraz ze wzrostem temperatury. Cheng Song i in. [22] zastosowali metodologię powierzchni odpowiedzi do analizy procesu aktywacji CO2 skorup orzechów makadamia. Wyniki wykazały, że temperatura aktywacji i czas aktywacji mają największy wpływ na rozwój mikroporów węgla aktywnego.
Czas publikacji: 27-08-2024