Fa'aleleia atili o le fausaga o pu o le kaponi porous -Ⅱ

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Metotia fa'agaoioiga fa'aletino ma fa'akemikolo

O le metotia fa'agaoioia fa'aletino ma fa'akemikolo e fa'atatau i le metotia o le sauniaina o mea e iai pu e ala i le tu'ufa'atasia o metotia fa'agaoioia e lua o lo'o i luga. E masani lava, e faia muamua le fa'agaoioia fa'akemikolo, ona faia lea o le fa'agaoioia fa'aletino. Muamua, fa'asusu le cellulose i le 68% ~ 85% H3PO4 solution i le 85℃ mo le 2 itula, ona fa'akalaina lea i totonu o se ogaumu muffle mo le 4 itula, ona fa'agaoioia lea i le CO2. O le lautele patino o le carbon activated na maua e o'o atu i le 3700m2·g-1. Taumafai e fa'aaoga le sisal fiber o se mea mata, ma fa'agaoioia le activated carbon fiber (ACF) na maua e ala i le fa'agaoioia H3PO4 i le taimi e tasi, fa'avevela i le 830℃ i lalo o le puipuiga o le N2, ona fa'aaoga lea o le ausa vai o se activator mo le fa'agaoioia lona lua. O le lautele patino o le ACF na maua pe a uma le 60 minute o le fa'agaoioia na matua'i fa'aleleia atili.

 

Fa'amatalaga o le fa'atinoga o le fausaga o pu o le fa'agaoioiakaponi

 
O auala e masani ona faʻaaogaina e faʻailoa ai le faʻatinoga o le kalaponi faʻagaoioia ma faʻatonuga o le faʻaaogaina o loʻo faʻaalia i le Laulau 2. O uiga o le fausaga o pu o le meafaitino e mafai ona tofotofoina mai itu e lua: auiliiliga o faʻamaumauga ma auiliiliga o ata.

 

Su'esu'ega alualu i luma o le tekinolosi fa'aleleia o le fausaga o pu o le kaponi fa'agaoioia

E ui o le kaponi fa'agaoioia e tele ona pu ma e tele fo'i ona vaega fa'apitoa, ae e sili ona lelei lona fa'atinoga i le tele o vaega. Peita'i, ona o le tele o lona filifiliga o mea mata ma tulaga faigata o le sauniuniga, o oloa ua mae'a e masani ona i ai ni fa'aletonu o le fausaga o pu e le mautonu, eseese vaega fa'apitoa o le fogaeleele, le fa'atulagaina o le tele o pu e le fetaui, ma le fa'atapula'aina o meatotino fa'akemikolo o le fogaeleele. O le mea lea, e iai ni fa'aletonu e pei o le tele o le fua ma le vaapiapi o le fetu'una'iga i le fa'agasologa o le fa'aoga, lea e le mafai ona ausia mana'oga o le maketi. O le mea lea, e matua taua tele le fa'aleleia ma le fa'atonutonuina o le fausaga ma fa'aleleia atili lona fa'atinoga atoatoa o le fa'aaogaina. O auala masani e fa'aaogaina mo le fa'aleleia ma le fa'atonutonuina o le fausaga o pu e aofia ai le fa'atonutonuina o vaila'au, fa'afefiloi o polymer, ma le fa'atonutonuina o le fa'agaoioiga o catalytic.

 

Tekonolosi fa'atonutonu vaila'au

O le tekinolosi fa'atonutonuina o vaila'au e fa'atatau i le fa'agasologa o le fa'agaoioiga lona lua (suiga) o mea e maua mai le tino e maua mai le fa'agaoioiga i vaila'au fa'akemikolo, fa'aumatia o pu muamua, fa'alauteleina o pu laiti, po'o le faia atili o pu laiti fou e fa'ateleina ai le lautele patino o le fogaeleele ma le fausaga o pu o le meafaitino. I se tulaga lautele, o le oloa mae'a o le tasi fa'agaoioiga e masani ona fa'atofuina i le 0.5 ~ 4 taimi o le vaila'au fa'akemikolo e fa'atonutonu ai le fausaga o pu ma fa'ateleina ai le lautele patino o le fogaeleele. O ituaiga uma o vaila'au 'aisa ma alkali e mafai ona fa'aaogaina o ni vaila'au mo le fa'agaoioiga lona lua.

 

Tekinolosi o le suia o le fa'ama'iina o le 'acid surface'

O le fa'asa'oina o le fa'a'esea o le 'acid surface' o se metotia e masani ona fa'aaogaina mo le fa'atonutonuina o le 'acid. I le vevela talafeagai, e mafai e 'acid oxidants' ona fa'amauoa ai pu i totonu o le activated carbon, fa'aleleia atili ai ona pu, ma fa'aitiitia ai pu ua poloka. I le taimi nei, o su'esu'ega i totonu ma fafo e taula'i tele i le fa'asa'oina o 'inorganic acids'. O le HN03 o se 'acid oxidant' e masani ona fa'aaogaina, ma e to'atele tagata atamamai e fa'aaogaina le HN03 e fa'asa'o ai le activated carbon. Na maua e Tong Li et al. [28] e mafai e le HN03 ona fa'ateleina le aofa'i o vaega fa'atino o lo'o i ai le okesene ma le nitrogen i luga o le fogāeleele o le activated carbon ma fa'aleleia atili ai le aafiaga o le adsorption o le mercury.

O le suia o le kalapona fa'agaoioia i le HN03, ina ua mae'a ona suia, o le lautele patino o le kalapona fa'agaoioia na fa'aitiitia mai le 652m2·g-1 i le 241m2·g-1, o le averesi o le tele o pu na fa'ateleina mai le 1.27nm i le 1.641nm, ma le gafatia e mitiia ai le benzophenone i le penisini fa'ata'ita'i na fa'ateleina i le 33.7%. O le suia o le kalapona fa'agaoioia i le la'au ma le 10% ma le 70% o le malosi o le HN03, i le fa'asologa. O fa'ai'uga e fa'aalia ai o le lautele patino o le kalapona fa'agaoioia na fa'afouina i le 10% HN03 na fa'ateleina mai le 925.45m2·g-1 i le 960.52m2·g-1; ina ua mae'a ona suia i le 70% HN03, o le lautele patino o le luga na fa'aitiitia i le 935.89m2·g-1. O fua fa'atatau o le ave'esea o le Cu2+ e le kalapona fa'agaoioia na fa'afouina i le lua malosi o le HN03 e sili atu i le 70% ma le 90%, i le fa'asologa.

Mo le kaponi fa'agaoioia e fa'aaogaina i le fanua o le adsorption, o le aafiaga o le adsorption e le gata ina fa'alagolago i le fausaga o pu ae fa'apea fo'i i meatotino fa'akemikolo o le luga o le adsorbent. O le fausaga o pu e fuafua ai le lautele patino o le luga ma le gafatia o le adsorption o le kaponi fa'agaoioia, ae o meatotino fa'akemikolo o le luga e a'afia ai le fegalegaleaiga i le va o le kaponi fa'agaoioia ma le adsorbate. Mulimuli ane na maua ai o le fa'aleleia o le acid o le kaponi fa'agaoioia e le gata ina mafai ona fetu'una'i le fausaga o pu i totonu o le kaponi fa'agaoioia ma fa'amama pu ua poloka, ae fa'ateleina ai fo'i le aofa'i o vaega acidic i luga o le luga o le mea ma fa'aleleia atili ai le polarity ma le hydrophilicity o le luga. O le gafatia o le adsorption o le EDTA e le kaponi fa'agaoioia na fa'aleleia e le HCI na fa'ateleina i le 49.5% pe a fa'atusatusa i le taimi a'o le'i fa'aleleia, lea e sili atu nai lo le fa'aleleia o le HNO3.

O le kaponi fa'agaoioia fa'apisinisi ua suia ma le HNO3 ma le H2O2! O le tele o vaega o luga ina ua mae'a le suiga e 91.3% ma le 80.8% o vaega a'o le'i suia. O vaega fou o lo'o iai le okesene e pei o le carboxyl, carbonyl ma le phenol na fa'aopoopoina i luga. O le gafatia e mitiia ai le nitrobenzene e ala i le suiga o le HNO3 e sili ona lelei, lea e 3.3 taimi nai lo le taimi a'o le'i suia. Ua iloa ai o le fa'ateleina o le aofa'i o vaega o lo'o iai le okesene i le kaponi fa'agaoioia ina ua mae'a le suiga o le 'aisa na mafua ai ona fa'ateleina le aofa'i o vaega o lo'o iai le okesene i luga, lea na i ai se aafiaga tuusa'o i le fa'aleleia atili o le gafatia e mitiia ai le adsorbate fa'amoemoeina.

Pe a fa'atusatusa i vaila'au 'inorganic acids', e itiiti ni lipoti e uiga i le suiga o le vaila'au 'organic acid' o le kalapona fa'agaoioia. Fa'atusatusa aafiaga o le suiga o le vaila'au 'organic acid' i meatotino o le fausaga o pu o le kalapona fa'agaoioia ma le fa'apipi'iina o le methanol. A mae'a le suiga, na fa'aitiitia ai le lautele patino o le fogāeleele ma le aofa'i atoa o pu o le kalapona fa'agaoioia. O le malosi o le 'acid', o le tele fo'i lea o le fa'aitiitia. A mae'a le suiga i le oxalic acid, tartaric acid ma le citric acid, na fa'aitiitia ai le lautele patino o le fogāeleele o le kalapona fa'agaoioia mai le 898.59m2·g-1 i le 788.03m2·g-1, 685.16m2·g-1 ma le 622.98m2·g-1. Peita'i, na fa'ateleina le microporosity o le kalapona fa'agaoioia ina ua mae'a le suiga. Na fa'ateleina le microporosity o le kalapona fa'agaoioia na fa'aleleia i le citric acid mai le 75.9% i le 81.5%.

O le fa'aleleia o le oxalic acid ma le tartaric acid e aoga i le fa'apipi'iina o le methanol, ae o le citric acid e iai sona aafiaga fa'alavelave. Peita'i, na maua e J.Paul Chen et al. [35] o le activated carbon ua fa'aleleia i le citric acid e mafai ona fa'aleleia atili ai le fa'apipi'iina o le copper ions. Lin Tang et al. [36] fa'aleleia le commercial activated carbon i le formic acid, oxalic acid ma le aminosulfonic acid. Ina ua mae'a le fa'aleleia, na fa'aitiitia ai le lautele o le fogā'ele'ele ma le pu o le va. O vaega fa'atino e iai le okesene e pei o le 0-HC-0, C-0 ma le S=0 na fausia i luga o le fogā'ele'ele o le oloa ua mae'a, ma o alavai e le tutusa ma tioata pa'epa'e na aliali mai. O le gafatia fa'apipi'i paleni o le acetone ma le isopropanol na fa'ateleina fo'i ma le tele.

 

Tekonolosi suiga o fofo alkaline

Sa fa'aaogā fo'i e nisi o tagata atamamai le vaila'au alkaline e fa'atino ai le fa'agaoioiga lona lua i luga o le kalapona fa'agaoioiga. Fa'asusu le kalapona fa'agaoioiga e fa'avae i le malala i le vaila'au Na0H o ni vaega eseese e pulea ai le fausaga o pu. O taunu'uga na fa'aalia ai o le maualalo o le alkali e fesoasoani i le fa'ateleina ma le fa'alauteleina o pu. O le a'afiaga sili ona lelei na ausia pe a 20% le tele o le mamafa o le kalapona fa'agaoioiga. O le kalapona fa'agaoioiga e sili ona maualuga le lautele o le fogaeleele (681m2·g-1) ma le tele o pu (0.5916cm3·g-1). A sili atu le tele o le Na0H i le 20%, o le a fa'aumatia le fausaga o pu o le kalapona fa'agaoioiga ma amata ona fa'aitiitia le fausaga o pu. E mafua ona o le maualuga o le maualuga o le vaila'au Na0H o le a fa'aleagaina ai le tino o le kalapona ma o le a tele pu o le a pa'u'ū.

Sauniaina o le kaponi fa'agaoioia maualuga le fa'atinoga e ala i le fa'afefiloi o le polymer. O mea muamua o le furfural resin ma le furfuryl alcohol, ma o le ethylene glycol o le mea e fausia ai pu. O le fausaga o pu sa pulea e ala i le fetu'una'i o mea o lo'o i totonu o polymers e tolu, ma maua ai se mea e iai pu e iai le tele o pu i le va o le 0.008 ma le 5 μm. Ua fa'amaonia e nisi o tagata atamamai e mafai ona fa'akarboni le polyurethane-imide film (PUI) e maua ai le carbon film, ma e mafai ona pulea le fausaga o pu e ala i le suia o le fausaga molecular o le polyurethane (PU) prepolymer [41]. A fa'avevela le PUI i le 200°C, o le a gaosia le PU ma le polyimide (PI). A si'itia le vevela o le togafitiga vevela i le 400°C, e gaosia ai le kesi e le PU pyrolysis, ma iu ai ina fausia se fausaga o pu i luga o le PI film. A mae'a le carbonization, e maua ai se carbon film. E le gata i lea, o le metotia o le fa'afefiloi o le polymer e mafai fo'i ona fa'aleleia atili ai nisi o meatotino fa'aletino ma fa'ainisinia o le meafaitino i se tulaga patino.

 

Tekonolosi fa'atonutonu o le fa'agaoioiga fa'a-catalytic

O le tekinolosi fa'atonutonuina o le fa'agaoioiga fa'asolosolo o se tu'ufa'atasiga lea o le metotia o le fa'agaoioiga fa'akemikolo ma le metotia o le fa'agaoioiga o le kesi vevela maualuga. E masani lava, e fa'aopoopoina vaila'au i mea mata e fai ma mea fa'agaoioiga, ma e fa'aaogaina mea fa'agaoioiga e fesoasoani ai i le fa'akarboni po'o le fa'agasologa o le fa'agaoioiga e maua ai mea kaponi e iai pu. I se tulaga lautele, e masani ona i ai ni aafiaga fa'agaoioiga o u'amea, ae e eseese aafiaga fa'agaoioiga.

O le mea moni, e masani lava e leai se tuaoi manino i le va o le fa'atonutonuina o le fa'agaoioiga o vaila'au ma le fa'atonutonuina o le fa'agaoioiga o mea e iai pu. E mafua ona o auala uma e lua e fa'aopoopoina ai ni reagents i le taimi o le fa'akarboni ma le fa'agasologa o le fa'agaoioiga. O le matafaioi patino a nei reagents e fuafua ai pe o le metotia e aofia i le vaega o le fa'agaoioiga o mea e iai pu.

O le fausaga o le mea e iai le porous carbon lava ia, o meatotino faaletino ma vailaʻau o le catalyst, o tulaga o le catalytic reaction ma le metotia o le catalyst loading e mafai ona i ai ni tikeri eseese o le aafiaga i le tulafono faatonutonu. O le faʻaaogaina o le bituminous coal o se mea mata, o le Mn(N03)2 ma le Cu(N03)2 o ni catalysts e mafai ona saunia ai mea e iai le porous metal oxides. O le aofaʻi talafeagai o metal oxides e mafai ona faʻaleleia atili ai le porosity ma le pore volume, ae o aafiaga catalytic o metala eseese e fai si eseese. E mafai e le Cu(N03)2 ona faʻalauteleina le atinaʻeina o pores i le va o le 1.5~2.0nm. E le gata i lea, o metal oxides ma inorganic masms o loʻo i totonu o le lefulefu o mea mata o le a faia foi se sao catalytic i le faagasologa o le faʻagaoioia. Na talitonu Xie Qiang et al. [42] o le catalytic activation reaction o elemene e pei o le calcium ma le iron i totonu o mea inorganic e mafai ona faʻalauteleina le atinaʻeina o pores. A maualuga tele le aofaʻi o nei elemene e lua, o le vaega o pores feololo ma tele i totonu o le oloa e faʻateleina tele.

 

Faaiuga

E ui o le kaponi fa'agaoioia, o le mea e sili ona fa'aaogaina lautele mo le kaponi lanumeamata, ua i ai sona sao taua i pisinisi ma le olaga, ae o lo'o i ai pea lona gafatia tele mo le fa'aleleia atili o le fa'alauteleina o mea mata, fa'aitiitia o tau, fa'aleleia atili o le lelei, fa'aleleia atili o le malosi, fa'alauteleina o le ola ma le fa'aleleia atili o le malosi. O le sailia o mea mata o le kaponi fa'agaoioia e maualuga le lelei ma taugofie, atina'eina o tekinolosi gaosiga o le kaponi fa'agaoioia e mama ma lelei, ma le fa'aleleia atili ma le fa'atonutonuina o le fausaga o pu o le kaponi fa'agaoioia e tusa ai ma vaega eseese o le a avea ma se itu taua mo le fa'aleleia atili o le lelei o oloa kaponi fa'agaoioia ma le fa'alauiloaina o le atina'eina maualuga o le pisinisi kaponi fa'agaoioia.