Bine ați venit pe site-ul nostru web pentru informații despre produse și consultanță.
Site-ul nostru web:https://www.vet-china.com/
Această lucrare analizează piața actuală a cărbunelui activ, realizează o analiză aprofundată a materiilor prime pentru cărbune activ, introduce metodele de caracterizare a structurii porilor, metodele de producție, factorii de influență și progresul aplicării cărbunelui activ și analizează rezultatele cercetării tehnologiei de optimizare a structurii porilor cărbunelui activ, cu scopul de a promova cărbunele activ pentru a juca un rol mai important în aplicarea tehnologiilor verzi și cu emisii reduse de carbon.
Prepararea cărbunelui activ
În general, prepararea cărbunelui activ este împărțită în două etape: carbonizare și activare.
Procesul de carbonizare
Carbonizarea se referă la procesul de încălzire a cărbunelui brut la temperatură ridicată sub protecția unui gaz inert pentru a descompune materia volatilă și a obține produse intermediare carbonizate. Carbonizarea poate atinge obiectivul scontat prin ajustarea parametrilor procesului. Studiile au arătat că temperatura de activare este un parametru cheie al procesului care afectează proprietățile de carbonizare. Jie Qiang și colab. au studiat efectul ratei de încălzire a carbonizării asupra performanței cărbunelui activ într-un cuptor cu mufă și au constatat că o rată mai mică ajută la îmbunătățirea randamentului materialelor carbonizate și la producerea de materiale de înaltă calitate.
Procesul de activare
Carbonizarea poate face ca materiile prime să formeze o structură microcristalină similară grafitului și să genereze o structură primară a porilor. Cu toate acestea, acești pori sunt dezordonați sau blocați și închiși de alte substanțe, rezultând o suprafață specifică mică și necesitând o activare suplimentară. Activarea este procesul de îmbogățire suplimentară a structurii porilor produsului carbonizat, care se realizează în principal prin reacția chimică dintre activator și materia primă: poate promova formarea unei structuri microcristaline poroase.
Activarea trece în principal prin trei etape în procesul de îmbogățire a porilor materialului:
(1) Deschiderea porilor închiși inițial (prin pori);
(2) Mărirea porilor originali (extinderea porilor);
(3) Formarea de noi pori (crearea de pori);
Aceste trei efecte nu se realizează singure, ci apar simultan și sinergic. În general, porii și crearea porilor contribuie la creșterea numărului de pori, în special a microporilor, ceea ce este benefic pentru prepararea materialelor poroase cu porozitate ridicată și suprafață specifică mare, în timp ce expansiunea excesivă a porilor va determina fuziunea și conectarea porilor, transformând microporii în pori mai mari. Prin urmare, pentru a obține materiale pe bază de cărbune activ cu pori dezvoltați și suprafață specifică mare, este necesar să se evite activarea excesivă. Metodele de activare cu cărbune activ utilizate în mod obișnuit includ metoda chimică, metoda fizică și metoda fizico-chimică.
Metoda de activare chimică
Metoda de activare chimică se referă la o metodă de adăugare a reactivilor chimici la materiile prime și apoi încălzirea acestora prin introducerea de gaze protectoare, cum ar fi N2 și Ar, într-un cuptor de încălzire pentru a le carboniza și activa simultan. Activatorii utilizați în mod obișnuit sunt în general NaOH, KOH și H3PO4. Metoda de activare chimică are avantajele temperaturii scăzute de activare și a randamentului ridicat, dar prezintă și probleme precum coroziunea extinsă, dificultățile în îndepărtarea reactivilor de suprafață și poluarea gravă a mediului.
Metoda de activare fizică
Metoda de activare fizică se referă la carbonizarea materiilor prime direct în cuptor, apoi la reacția cu gaze precum CO2 și H20 introduse la temperatură ridicată pentru a atinge scopul de a mări porii și a dilata porii, însă metoda de activare fizică are un control slab al structurii porilor. Printre acestea, CO2 este utilizat pe scară largă în prepararea cărbunelui activ, deoarece este curat, ușor de obținut și ieftin. Se folosește coajă de cocos carbonizată ca materie primă și se activează cu CO2 pentru a prepara cărbune activ cu micropori dezvoltați, cu o suprafață specifică și un volum total al porilor de 1653 m²·g-1 și, respectiv, 0,1045 cm³·g-1. Performanța a atins standardul de utilizare a cărbunelui activ pentru condensatoare cu strat dublu.
Activați piatra de loquat cu CO2 pentru a prepara cărbune superactivat. După activare la 1100℃ timp de 30 de minute, suprafața specifică și volumul total al porilor au atins 3500m2·g-1, respectiv 1,84cm3·g-1. Utilizați CO2 pentru a efectua activarea secundară pe cărbune activ comercial din coajă de cocos. După activare, microporii produsului finit s-au îngustat, volumul microporilor a crescut de la 0,21 cm3·g-1 la 0,27 cm3·g-1, suprafața specifică a crescut de la 627,22 m2·g-1 la 822,71 m2·g-1, iar capacitatea de adsorbție a fenolului a crescut cu 23,77%.
Alți cercetători au studiat principalii factori de control ai procesului de activare cu CO2. Mohammad și colab. [21] au descoperit că temperatura este principalul factor de influență atunci când se utilizează CO2 pentru activarea rumegușului de cauciuc. Suprafața specifică, volumul porilor și microporozitatea produsului finit au crescut mai întâi, apoi au scăzut odată cu creșterea temperaturii. Cheng Song și colab. [22] au utilizat metodologia suprafeței de răspuns pentru a analiza procesul de activare cu CO2 al cojilor de nuci de macadamia. Rezultatele au arătat că temperatura de activare și timpul de activare au cea mai mare influență asupra dezvoltării microporilor de cărbune activ.
Data publicării: 27 august 2024