Mirë se vini në faqen tonë të internetit për informacion dhe konsultime mbi produktet.
Uebfaqja jonë:https://www.vet-china.com/
Metoda e aktivizimit fizik dhe kimik
Metoda e aktivizimit fizik dhe kimik i referohet metodës së përgatitjes së materialeve poroze duke kombinuar dy metodat e mësipërme të aktivizimit. Në përgjithësi, aktivizimi kimik kryhet së pari dhe më pas kryhet aktivizimi fizik. Së pari, celuloza zhytet në tretësirë 68%~85% H3PO4 në 85℃ për 2 orë, pastaj karbonizohet në një furrë muffle për 4 orë dhe më pas aktivizohet me CO2. Sipërfaqja specifike e karbonit të aktivizuar të përftuar ishte deri në 3700m2·g-1. U përpoq të përdorte fibra sizali si lëndë të parë dhe aktivizoi fibrën e karbonit të aktivizuar (ACF) të përftuar nga aktivizimi i H3PO4 një herë, e ngrohu në 830℃ nën mbrojtje nga N2 dhe më pas përdori avujt e ujit si aktivizues për aktivizimin sekondar. Sipërfaqja specifike e ACF të përftuar pas 60 minutash aktivizimi u përmirësua ndjeshëm.
Karakterizimi i performancës së strukturës së poreve të aktivizuarakarbon
Metodat e karakterizimit të performancës së karbonit aktiv që përdoren zakonisht dhe udhëzimet e aplikimit tregohen në Tabelën 2. Karakteristikat e strukturës së poreve të materialit mund të testohen nga dy aspekte: analiza e të dhënave dhe analiza e imazhit.
Progresi i kërkimit të teknologjisë së optimizimit të strukturës së poreve të karbonit të aktivizuar
Edhe pse karboni i aktivizuar ka pore të pasura dhe sipërfaqe specifike të madhe, ai ka performancë të shkëlqyer në shumë fusha. Megjithatë, për shkak të selektivitetit të gjerë të lëndës së parë dhe kushteve komplekse të përgatitjes, produktet e gatshme në përgjithësi kanë disavantazhet e strukturës kaotike të poreve, sipërfaqes specifike të ndryshme, shpërndarjes së çrregullt të madhësisë së poreve dhe vetive kimike të kufizuara të sipërfaqes. Prandaj, ka disavantazhe të tilla si doza e madhe dhe përshtatshmëria e ngushtë në procesin e aplikimit, të cilat nuk mund të përmbushin kërkesat e tregut. Prandaj, është me rëndësi të madhe praktike të optimizohet dhe rregullohet struktura dhe të përmirësohet performanca e saj gjithëpërfshirëse e shfrytëzimit. Metodat e përdorura zakonisht për optimizimin dhe rregullimin e strukturës së poreve përfshijnë rregullimin kimik, përzierjen e polimerëve dhe rregullimin e aktivizimit katalitik.
Teknologjia e rregullimit kimik
Teknologjia e rregullimit kimik i referohet procesit të aktivizimit (modifikimit) sekondar të materialeve poroze të përftuara pas aktivizimit me reagentë kimikë, duke gërryer poret origjinale, duke zgjeruar mikroporet ose duke krijuar më tej mikropore të reja për të rritur sipërfaqen specifike dhe strukturën e poreve të materialit. Në përgjithësi, produkti i përfunduar i një aktivizimi zhytet përgjithësisht në 0.5~4 herë tretësirë kimike për të rregulluar strukturën e poreve dhe për të rritur sipërfaqen specifike. Të gjitha llojet e tretësirave acide dhe alkaline mund të përdoren si reagentë për aktivizimin sekondar.
Teknologjia e modifikimit të oksidimit të sipërfaqes së acidit
Modifikimi i oksidimit sipërfaqësor acid është një metodë rregullimi e përdorur zakonisht. Në një temperaturë të përshtatshme, oksidantët acidë mund të pasurojnë poret brenda karbonit të aktivizuar, të përmirësojnë madhësinë e poreve të tij dhe të hapin poret e bllokuara. Aktualisht, kërkimet vendase dhe të huaja përqendrohen kryesisht në modifikimin e acideve inorganike. HN03 është një oksidant i përdorur zakonisht dhe shumë studiues përdorin HN03 për të modifikuar karbonin e aktivizuar. Tong Li et al. [28] zbuluan se HN03 mund të rrisë përmbajtjen e grupeve funksionale që përmbajnë oksigjen dhe azot në sipërfaqen e karbonit të aktivizuar dhe të përmirësojë efektin e adsorbimit të merkurit.
Duke modifikuar karbonin e aktivizuar me HN03, pas modifikimit, sipërfaqja specifike e karbonit të aktivizuar u ul nga 652m2·g-1 në 241m2·g-1, madhësia mesatare e poreve u rrit nga 1.27nm në 1.641nm, dhe kapaciteti i adsorbimit të benzofenonit në benzinën e simuluar u rrit me 33.7%. Duke modifikuar karbonin e aktivizuar të drurit me përqendrim vëllimor prej 10% dhe 70% të HN03, përkatësisht. Rezultatet tregojnë se sipërfaqja specifike e karbonit të aktivizuar të modifikuar me 10% HN03 u rrit nga 925.45m2·g-1 në 960.52m2·g-1; pas modifikimit me 70% HN03, sipërfaqja specifike u ul në 935.89m2·g-1. Shkalla e heqjes së Cu2+ nga karboni i aktivizuar i modifikuar me dy përqendrime të HN03 ishte mbi 70% dhe 90%, përkatësisht.
Për karbonin e aktivizuar të përdorur në fushën e adsorbimit, efekti i adsorbimit varet jo vetëm nga struktura e poreve, por edhe nga vetitë kimike sipërfaqësore të adsorbentit. Struktura e poreve përcakton sipërfaqen specifike dhe kapacitetin e adsorbimit të karbonit të aktivizuar, ndërsa vetitë kimike sipërfaqësore ndikojnë në bashkëveprimin midis karbonit të aktivizuar dhe adsorbatit. Së fundmi, u zbulua se modifikimi acid i karbonit të aktivizuar jo vetëm që mund të rregullojë strukturën e poreve brenda karbonit të aktivizuar dhe të pastrojë poret e bllokuara, por gjithashtu të rrisë përmbajtjen e grupeve acidike në sipërfaqen e materialit dhe të rrisë polaritetin dhe hidrofilitetin e sipërfaqes. Kapaciteti i adsorbimit të EDTA-s nga karboni i aktivizuar i modifikuar nga HCI u rrit me 49.5% krahasuar me atë para modifikimit, që ishte më i mirë se ai i modifikimit me HNO3.
Karbon aktiv komercial i modifikuar me HNO3 dhe H2O2 përkatësisht! Sipërfaqet specifike pas modifikimit ishin përkatësisht 91.3% dhe 80.8% e atyre para modifikimit. Grupe të reja funksionale që përmbajnë oksigjen si karboksil, karbonil dhe fenol u shtuan në sipërfaqe. Kapaciteti i adsorbimit të nitrobenzenit nga modifikimi i HNO3 ishte më i miri, i cili ishte 3.3 herë më i lartë se para modifikimit. Është zbuluar se rritja e përmbajtjes së grupeve funksionale që përmbajnë oksigjen në karbonin e aktivizuar pas modifikimit të acidit çoi në një rritje të numrit të pikave sipërfaqësore aktive, të cilat patën një efekt të drejtpërdrejtë në përmirësimin e kapacitetit të adsorbimit të adsorbatit të synuar.
Krahasuar me acidet inorganike, ka pak raportime mbi modifikimin e karbonit të aktivizuar me acid organik. Krahasoni efektet e modifikimit të acidit organik në vetitë e strukturës së poreve të karbonit të aktivizuar dhe adsorbimin e metanolit. Pas modifikimit, sipërfaqja specifike dhe vëllimi total i poreve të karbonit të aktivizuar u ulën. Sa më i fortë të jetë aciditeti, aq më i madh është ulja. Pas modifikimit me acid oksalik, acid tartarik dhe acid citrik, sipërfaqja specifike e karbonit të aktivizuar u ul nga 898.59m2·g-1 në 788.03m2·g-1, 685.16m2·g-1 dhe 622.98m2·g-1 përkatësisht. Megjithatë, mikroporoziteti i karbonit të aktivizuar u rrit pas modifikimit. Mikroporoziteti i karbonit të aktivizuar të modifikuar me acid citrik u rrit nga 75.9% në 81.5%.
Modifikimi i acidit oksalik dhe acidit tartarik është i dobishëm për adsorbimin e metanolit, ndërsa acidi citrik ka një efekt frenues. Megjithatë, J.Paul Chen et al. [35] zbuluan se karboni i aktivizuar i modifikuar me acid citrik mund të rrisë adsorbimin e joneve të bakrit. Lin Tang et al. [36] modifikuan karbonin e aktivizuar komercial me acid formik, acid oksalik dhe acid aminosulfonik. Pas modifikimit, sipërfaqja specifike dhe vëllimi i poreve u zvogëluan. Grupet funksionale që përmbajnë oksigjen si 0-HC-0, C-0 dhe S=0 u formuan në sipërfaqen e produktit të përfunduar, dhe u shfaqën kanale të gdhendura të pabarabarta dhe kristale të bardha. Kapaciteti i adsorbimit në ekuilibër i acetonit dhe izopropanolit gjithashtu u rrit ndjeshëm.
Teknologjia e modifikimit të tretësirës alkaline
Disa studiues përdorën gjithashtu tretësirë alkaline për të kryer aktivizimin sekondar të karbonit të aktivizuar. Impregnoni karbonin e aktivizuar me bazë qymyri të përgatitur në shtëpi me tretësirë Na0H me përqendrime të ndryshme për të kontrolluar strukturën e poreve. Rezultatet treguan se një përqendrim më i ulët i alkalit ishte i favorshëm për rritjen dhe zgjerimin e poreve. Efekti më i mirë u arrit kur përqendrimi masiv ishte 20%. Karboni i aktivizuar kishte sipërfaqen specifike më të lartë (681m2·g-1) dhe vëllimin e poreve (0.5916cm3·g-1). Kur përqendrimi masiv i Na0H tejkalon 20%, struktura e poreve të karbonit të aktivizuar shkatërrohet dhe parametrat e strukturës së poreve fillojnë të ulen. Kjo ndodh sepse përqendrimi i lartë i tretësirës Na0H do të gërryejë skeletin e karbonit dhe një numër i madh poresh do të shembet.
Përgatitja e karbonit të aktivizuar me performancë të lartë me anë të përzierjes së polimerëve. Pararendësit ishin rrëshira furfural dhe alkooli furfuril, dhe etilen glikoli ishte agjenti që formonte poret. Struktura e poreve u kontrollua duke rregulluar përmbajtjen e tre polimerëve, dhe u mor një material poroz me një madhësi poresh midis 0.008 dhe 5 μm. Disa studiues kanë vërtetuar se filmi poliuretani-imid (PUI) mund të karbonizohet për të marrë film karboni, dhe struktura e poreve mund të kontrollohet duke ndryshuar strukturën molekulare të prepolimerit të poliuretanit (PU) [41]. Kur PUI nxehet në 200°C, do të gjenerohet PU dhe poliimid (PI). Kur temperatura e trajtimit të nxehtësisë rritet në 400°C, piroliza e PU prodhon gaz, duke rezultuar në formimin e një strukture poresh në filmin PI. Pas karbonizimit, merret një film karboni. Përveç kësaj, metoda e përzierjes së polimerëve mund të përmirësojë gjithashtu disa veti fizike dhe mekanike të materialit në një farë mase.
Teknologjia e rregullimit të aktivizimit katalitik
Teknologjia e rregullimit të aktivizimit katalitik është në fakt një kombinim i metodës së aktivizimit kimik dhe metodës së aktivizimit me gaz në temperaturë të lartë. Në përgjithësi, substancat kimike i shtohen lëndëve të para si katalizatorë, dhe katalizatorët përdoren për të ndihmuar procesin e karbonizimit ose aktivizimit për të përftuar materiale karboni poroze. Në përgjithësi, metalet në përgjithësi kanë efekte katalitike, por efektet katalitike ndryshojnë.
Në fakt, zakonisht nuk ka një kufi të qartë midis rregullimit të aktivizimit kimik dhe rregullimit të aktivizimit katalitik të materialeve poroze. Kjo ndodh sepse të dyja metodat shtojnë reagentë gjatë procesit të karbonizimit dhe aktivizimit. Roli specifik i këtyre reagentëve përcakton nëse metoda i përket kategorisë së aktivizimit katalitik.
Struktura e vetë materialit poroz të karbonit, vetitë fizike dhe kimike të katalizatorit, kushtet e reaksionit katalitik dhe metoda e ngarkimit të katalizatorit mund të kenë shkallë të ndryshme ndikimi në efektin e rregullimit. Duke përdorur qymyr bituminoz si lëndë të parë, Mn(N03)2 dhe Cu(N03)2 si katalizatorë, mund të përgatiten materiale poroze që përmbajnë okside metalike. Sasia e duhur e oksideve metalike mund të përmirësojë porozitetin dhe vëllimin e poreve, por efektet katalitike të metaleve të ndryshme janë paksa të ndryshme. Cu(N03)2 mund të nxisë zhvillimin e poreve në diapazonin 1.5~2.0nm. Përveç kësaj, oksidet metalike dhe kripërat inorganike të përmbajtura në hirin e lëndës së parë do të luajnë gjithashtu një rol katalitik në procesin e aktivizimit. Xie Qiang et al. [42] besonin se reaksioni i aktivizimit katalitik të elementëve të tillë si kalciumi dhe hekuri në lëndën inorganike mund të nxisë zhvillimin e poreve. Kur përmbajtja e këtyre dy elementëve është shumë e lartë, përqindja e poreve të mesme dhe të mëdha në produkt rritet ndjeshëm.
Përfundim
Edhe pse karboni i aktivizuar, si materiali më i përdorur gjerësisht i karbonit poroz të gjelbër, ka luajtur një rol të rëndësishëm në industri dhe në jetë, ai ende ka potencial të madh për përmirësim në zgjerimin e lëndës së parë, uljen e kostos, përmirësimin e cilësisë, përmirësimin e energjisë, zgjatjen e jetëgjatësisë dhe përmirësimin e forcës. Gjetja e lëndëve të para të karbonit të aktivizuar me cilësi të lartë dhe të lirë, zhvillimi i teknologjisë së pastër dhe efikase të prodhimit të karbonit të aktivizuar, si dhe optimizimi dhe rregullimi i strukturës së poreve të karbonit të aktivizuar sipas fushave të ndryshme të aplikimit do të jetë një drejtim i rëndësishëm për përmirësimin e cilësisë së produkteve të karbonit të aktivizuar dhe promovimin e zhvillimit me cilësi të lartë të industrisë së karbonit të aktivizuar.
Koha e postimit: 27 gusht 2024