Vitajte na našej webovej stránke, kde nájdete informácie o produktoch a konzultácie.
Naša webová stránka:https://www.vet-china.com/
Táto práca analyzuje súčasný trh s aktívnym uhlím, vykonáva hĺbkovú analýzu surovín aktívneho uhlia, predstavuje metódy charakterizácie štruktúry pórov, výrobné metódy, ovplyvňujúce faktory a pokrok v aplikácii aktívneho uhlia a hodnotí výsledky výskumu technológie optimalizácie štruktúry pórov aktívneho uhlia s cieľom podporiť aktívne uhlie, aby zohrávalo väčšiu úlohu v aplikácii zelených a nízkouhlíkových technológií.
Príprava aktívneho uhlia
Vo všeobecnosti sa príprava aktívneho uhlia delí na dve fázy: karbonizácia a aktivácia
Proces karbonizácie
Karbonizácia označuje proces zahrievania surového uhlia pri vysokej teplote pod ochranou inertného plynu za účelom rozkladu jeho prchavých látok a získania medziproduktov karbonizácie. Karbonizácia môže dosiahnuť očakávaný cieľ úpravou procesných parametrov. Štúdie ukázali, že aktivačná teplota je kľúčovým procesným parametrom ovplyvňujúcim vlastnosti karbonizácie. Jie Qiang a kol. skúmali vplyv rýchlosti zahrievania karbonizáciou na výkonnosť aktívneho uhlia v muflovej peci a zistili, že nižšia rýchlosť pomáha zlepšiť výťažnosť karbonizovaných materiálov a vyrobiť vysoko kvalitné materiály.
Proces aktivácie
Karbonizácia môže spôsobiť, že suroviny vytvoria mikrokryštalickú štruktúru podobnú grafitu a vytvoria primárnu pórovitú štruktúru. Tieto póry sú však neusporiadané alebo blokované a uzavreté inými látkami, čo má za následok malý špecifický povrch a vyžaduje si ďalšiu aktiváciu. Aktivácia je proces ďalšieho obohatenia pórovitej štruktúry karbonizovaného produktu, ktorý sa vykonáva hlavne chemickou reakciou medzi aktivátorom a surovinou: môže podporiť tvorbu poréznej mikrokryštalickej štruktúry.
Aktivácia v procese obohacovania pórov materiálu prechádza hlavne tromi fázami:
(1) Otvorenie pôvodne uzavretých pórov (cez póry);
(2) Zväčšenie pôvodných pórov (expanzia pórov);
(3) Tvorba nových pórov (tvorba pórov);
Tieto tri účinky sa nevykonávajú samostatne, ale vyskytujú sa súčasne a synergicky. Vo všeobecnosti póry a ich tvorba prispievajú k zvýšeniu počtu pórov, najmä mikropórov, čo je prospešné pre prípravu pórovitých materiálov s vysokou pórovitosťou a veľkým špecifickým povrchom, zatiaľ čo nadmerné rozširovanie pórov spôsobí ich spájanie a prepojenie, čím sa mikropóry premenia na väčšie póry. Preto, aby sa získali materiály s aktívnym uhlím s rozvinutými pórmi a veľkým špecifickým povrchom, je potrebné vyhnúť sa nadmernej aktivácii. Medzi bežne používané metódy aktivácie aktívneho uhlia patria chemická metóda, fyzikálna metóda a fyzikálno-chemická metóda.
Metóda chemickej aktivácie
Metóda chemickej aktivácie označuje metódu pridávania chemických činidiel k surovinám a ich následného zahrievania zavedením ochranných plynov, ako sú N2 a Ar, do vykurovacej pece, aby sa súčasne karbonizovali a aktivovali. Bežne používané aktivátory sú všeobecne NaOH, KOH a H3P04. Metóda chemickej aktivácie má výhody nízkej aktivačnej teploty a vysokého výťažku, ale má aj problémy, ako je silná korózia, ťažkosti s odstraňovaním povrchových činidiel a vážne znečistenie životného prostredia.
Metóda fyzickej aktivácie
Metóda fyzikálnej aktivácie sa týka karbonizácie surovín priamo v peci a následnej reakcie s plynmi, ako sú CO2 a H20, privádzanými pri vysokej teplote, aby sa dosiahol cieľ zväčšenia a rozšírenia pórov. Metóda fyzikálnej aktivácie má však slabú kontrolovateľnosť štruktúry pórov. CO2 sa medzi nimi široko používa pri príprave aktívneho uhlia, pretože je čistý, ľahko dostupný a lacný. Ako surovina sa použije karbonizovaná kokosová škrupina a aktivuje sa CO2 na prípravu aktívneho uhlia s vyvinutými mikroporézmi, so špecifickým povrchom a celkovým objemom pórov 1653 m2·g-1 a 0,1045 cm3·g-1. Výkon dosiahol štandard používania aktívneho uhlia pre dvojvrstvové kondenzátory.
Aktiváciou mišpuľmy loquat pomocou CO2 sa pripraví superaktívne uhlie. Po aktivácii pri teplote 1100 ℃ počas 30 minút dosiahol špecifický povrch 3500 m2·g-1 a celkový objem pórov 1,84 cm3·g-1. Na sekundárnu aktiváciu komerčného aktívneho uhlia z kokosových škrupín sa použil CO2. Po aktivácii sa mikropóry hotového produktu zúžili, objem mikropórov sa zvýšil z 0,21 cm3·g-1 na 0,27 cm3·g-1, špecifický povrch sa zvýšil zo 627,22 m2·g-1 na 822,71 m2·g-1 a adsorpčná kapacita fenolu sa zvýšila o 23,77 %.
Ďalší vedci študovali hlavné kontrolné faktory procesu aktivácie CO2. Mohammad a kol. [21] zistili, že teplota je hlavným ovplyvňujúcim faktorom pri použití CO2 na aktiváciu gumových pilín. Špecifický povrch, objem pórov a mikroporéznosť hotového produktu sa najprv zvyšovali a potom znižovali so zvyšujúcou sa teplotou. Cheng Song a kol. [22] použili metodiku odozvy povrchu na analýzu procesu aktivácie CO2 v škrupinách makadamových orechov. Výsledky ukázali, že aktivačná teplota a čas aktivácie majú najväčší vplyv na vývoj mikroporéz aktívneho uhlia.
Čas uverejnenia: 27. augusta 2024