Добро пожаловать на наш сайт для получения информации о продукции и консультаций.
Наш сайт:https://www.vet-china.com/
В данной статье анализируется текущий рынок активированного угля, проводится углубленный анализ сырья для активированного угля, рассматриваются методы характеристики структуры пор, методы производства, факторы влияния и прогресс в применении активированного угля, а также рассматриваются результаты исследований технологии оптимизации структуры пор активированного угля с целью продвижения активированного угля для повышения его роли в применении экологически чистых и низкоуглеродных технологий.
Приготовление активированного угля
В общем случае приготовление активированного угля делится на два этапа: карбонизацию и активацию.
Процесс карбонизации
Карбонизация относится к процессу нагревания сырого угля при высокой температуре под защитой инертного газа для разложения его летучих веществ и получения промежуточных карбонизированных продуктов. Карбонизация может достичь ожидаемой цели путем регулировки параметров процесса. Исследования показали, что температура активации является ключевым параметром процесса, влияющим на свойства карбонизации. Цзе Цян и др. изучали влияние скорости нагрева карбонизации на производительность активированного угля в муфельной печи и обнаружили, что более низкая скорость помогает улучшить выход карбонизированных материалов и производить высококачественные материалы.
Процесс активации
Карбонизация может заставить сырье сформировать микрокристаллическую структуру, похожую на графит, и создать первичную пористую структуру. Однако эти поры неупорядочены или заблокированы и закрыты другими веществами, что приводит к небольшой удельной площади поверхности и требует дальнейшей активации. Активация - это процесс дальнейшего обогащения пористой структуры карбонизированного продукта, который в основном осуществляется посредством химической реакции между активатором и сырьем: она может способствовать образованию пористой микрокристаллической структуры.
Активация в основном проходит три этапа в процессе обогащения пор материала:
(1) Открытие изначально закрытых пор (сквозные поры);
(2) Увеличение исходных пор (расширение пор);
(3) Формирование новых пор (порообразование);
Эти три эффекта не осуществляются по отдельности, а происходят одновременно и синергически. Вообще говоря, сквозные поры и создание пор способствуют увеличению количества пор, особенно микропор, что полезно для приготовления пористых материалов с высокой пористостью и большой удельной площадью поверхности, в то время как чрезмерное расширение пор приведет к слиянию и соединению пор, превращая микропоры в более крупные поры. Поэтому для получения активированных углеродных материалов с развитыми порами и большой удельной площадью поверхности необходимо избегать чрезмерной активации. Обычно используемые методы активации активированного угля включают химический метод, физический метод и физико-химический метод.
Метод химической активации
Метод химической активации относится к методу добавления химических реагентов к сырью, а затем нагревания их путем введения защитных газов, таких как N2 и Ar, в нагревательной печи для их карбонизации и активации одновременно. Обычно используемыми активаторами являются NaOH, KOH и H3PO4. Метод химической активации имеет преимущества низкой температуры активации и высокого выхода, но он также имеет такие проблемы, как сильная коррозия, сложность удаления поверхностных реагентов и серьезное загрязнение окружающей среды.
Метод физической активации
Физический метод активации относится к карбонизации сырья непосредственно в печи, а затем к реакции с газами, такими как CO2 и H2O, вводимыми при высокой температуре, для достижения цели увеличения пор и расширения пор, но физический метод активации имеет плохую управляемость пористой структуры. Среди них, CO2 широко используется при приготовлении активированного угля, потому что он чистый, легкодоступный и недорогой. Используйте карбонизированную скорлупу кокосового ореха в качестве сырья и активируйте ее с помощью CO2, чтобы приготовить активированный уголь с развитыми микропорами, с удельной площадью поверхности и общим объемом пор 1653 м2·г-1 и 0,1045 см3·г-1 соответственно. Производительность достигла стандарта использования активированного угля для двухслойных конденсаторов.
Активируйте косточку мушмулы с помощью CO2 для приготовления суперактивированного угля, после активации при 1100℃ в течение 30 минут удельная площадь поверхности и общий объем пор достигли 3500 м2·г-1 и 1,84 см3·г-1 соответственно. Используйте CO2 для проведения вторичной активации коммерческого активированного угля из скорлупы кокосовых орехов. После активации микропоры готового продукта сузились, объем микропор увеличился с 0,21 см3·г-1 до 0,27 см3·г-1, удельная площадь поверхности увеличилась с 627,22 м2·г-1 до 822,71 м2·г-1, а адсорбционная способность фенола увеличилась на 23,77%.
Другие ученые изучали основные факторы контроля процесса активации CO2. Мохаммад и др. [21] обнаружили, что температура является основным влияющим фактором при использовании CO2 для активации резиновых опилок. Удельная площадь поверхности, объем пор и микропористость готового продукта сначала увеличивались, а затем уменьшались с ростом температуры. Чэн Сон и др. [22] использовали методологию поверхности отклика для анализа процесса активации CO2 скорлупы орехов макадамия. Результаты показали, что температура активации и время активации оказывают наибольшее влияние на развитие микропор активированного угля.
Время публикации: 27-авг-2024