Добродошли на наш веб-сајт за информације о производима и консултације.
Наш веб-сајт:хттпс://ввв.вет-цхина.цом/
Метод физичке и хемијске активације
Метод физичке и хемијске активације односи се на метод припреме порозних материјала комбиновањем горе наведене две методе активације. Генерално, прво се врши хемијска активација, а затим физичка активација. Прво се целулоза потопи у 68%~85% раствор H3PO4 на 85℃ током 2 сата, затим се карбонизује у муфелној пећи током 4 сата, а потом се активира помоћу CO2. Специфична површина добијеног активног угља била је чак 3700 м2·г-1. Покушајте да користите сисал влакна као сировину и активирајте активно угљено влакно (ACF) добијено активацијом H3PO4 једном, загрејте га на 830℃ под заштитом N2, а затим користите водену пару као активатор за секундарну активацију. Специфична површина ACF добијеног након 60 минута активације је значајно побољшана.
Карактеризација перформанси структуре пора активираногугљеник
Уобичајено коришћене методе карактеризације перформанси активног угља и упутства за примену приказани су у Табели 2. Карактеристике структуре пора материјала могу се тестирати са два аспекта: анализом података и анализом слике.
Напредак истраживања технологије оптимизације структуре пора активног угља
Иако активни угаљ има богате поре и огромну специфичну површину, има одличне перформансе у многим областима. Међутим, због широке селективности сировина и сложених услова припреме, готови производи генерално имају недостатке хаотичне структуре пора, различите специфичне површине, неуређене расподеле величине пора и ограничених хемијских својстава површине. Стога постоје недостаци као што су велике дозе и уска прилагодљивост у процесу примене, што не може да задовољи захтеве тржишта. Стога је од великог практичног значаја оптимизовати и регулисати структуру и побољшати њене свеобухватне перформансе употребе. Уобичајене методе за оптимизацију и регулацију структуре пора укључују хемијску регулацију, мешање полимера и регулацију каталитичке активације.
Технологија хемијске регулације
Технологија хемијске регулације односи се на процес секундарне активације (модификације) порозних материјала добијених након активације хемијским реагенсима, еродирањем оригиналних пора, ширењем микропора или даљим стварањем нових микропора ради повећања специфичне површине и структуре пора материјала. Генерално говорећи, готов производ једне активације се генерално урања у 0,5~4 пута већи хемијски раствор како би се регулисала структура пора и повећала специфична површина. Све врсте киселих и алкалних раствора могу се користити као реагенси за секундарну активацију.
Технологија модификације површинске оксидације киселином
Модификација површинске оксидације киселинама је често коришћена метода регулације. На одговарајућој температури, киселински оксиданси могу обогатити поре унутар активног угља, побољшати његову величину пора и очистити зачепљене поре. Тренутно се домаћа и страна истраживања углавном фокусирају на модификацију неорганских киселина. HN03 је често коришћени оксиданс, а многи научници користе HN03 за модификацију активног угља. Тонг Ли и др. [28] су открили да HN03 може повећати садржај функционалних група које садрже кисеоник и азот на површини активног угља и побољшати ефекат адсорпције живе.
Модификацијом активног угља са HN03, специфична површина активног угља смањена је са 652 м2·г-1 на 241 м2·г-1, просечна величина пора повећана је са 1,27 нм на 1,641 нм, а адсорпциони капацитет бензофенона у симулираном бензину повећан је за 33,7%. Модификацијом дрвеног активног угља са 10% и 70% запреминске концентрације HN03, респективно. Резултати показују да је специфична површина активног угља модификованог са 10% HN03 повећана са 925,45 м2·г-1 на 960,52 м2·г-1; након модификације са 70% HN03, специфична површина смањена је на 935,89 м2·г-1. Брзина уклањања Cu2+ активним угљем модификованим са две концентрације HN03 била је изнад 70% и 90%, респективно.
Код активног угља који се користи у области адсорпције, ефекат адсорпције зависи не само од структуре пора, већ и од површинских хемијских својстава адсорбента. Структура пора одређује специфичну површину и адсорпциони капацитет активног угља, док површинска хемијска својства утичу на интеракцију између активног угља и адсорбата. Коначно, утврђено је да модификација активног угља киселином не само да може подесити структуру пора унутар активног угља и очистити блокиране поре, већ и повећати садржај киселих група на површини материјала и побољшати поларност и хидрофилност површине. Адсорпциони капацитет EDTA модификованим активним угљем помоћу HCl повећао се за 49,5% у поређењу са капацитетом пре модификације, што је било боље него код модификације HNO3.
Модификовани комерцијални активни угаљ са HNO3 и H2O2 респективно! Специфичне површине након модификације биле су 91,3% и 80,8% оних пре модификације, респективно. Нове функционалне групе које садрже кисеоник, као што су карбоксил, карбонил и фенол, додате су на површину. Адсорпциони капацитет нитробензена модификацијом HNO3 био је најбољи, што је било 3,3 пута више него пре модификације. Утврђено је да је повећање садржаја функционалних група које садрже кисеоник у активном угљу након модификације киселином довело до повећања броја површински активних тачака, што је директно утицало на побољшање адсорпционог капацитета циљног адсорбата.
У поређењу са неорганским киселинама, постоји мало извештаја о модификацији активног угља органским киселинама. Упоредите ефекте модификације органским киселинама на својства структуре пора активног угља и адсорпцију метанола. Након модификације, специфична површина и укупна запремина пора активног угља су се смањиле. Што је јача киселост, то је смањење веће. Након модификације оксалном киселином, винском киселином и лимунском киселином, специфична површина активног угља је смањена са 898,59 м2·г-1 на 788,03 м2·г-1, 685,16 м2·г-1 и 622,98 м2·г-1 респективно. Међутим, микропорозност активног угља се повећала након модификације. Микропорозност активног угља модификованог лимунском киселином је повећана са 75,9% на 81,5%.
Модификација оксалном киселином и винском киселином је корисна за адсорпцију метанола, док лимунска киселина има инхибиторни ефекат. Међутим, Ј. Пол Чен и др. [35] су открили да активни угаљ модификован лимунском киселином може побољшати адсорпцију јона бакра. Лин Танг и др. [36] су модификовали комерцијални активни угаљ мрављом киселином, оксалном киселином и аминосулфонском киселином. Након модификације, специфична површина и запремина пора су смањене. Функционалне групе које садрже кисеоник, као што су 0-HC-0, C-0 и S=0, формиране су на површини готовог производа, а појавили су се неравномерни нагризани канали и бели кристали. Равнотежни капацитет адсорпције ацетона и изопропанола је такође значајно порастао.
Технологија модификације алкалних раствора
Неки научници су такође користили алкални раствор за извођење секундарне активације активног угља. Импрегнирајте домаћи активни угаљ на бази угља раствором Na0H различитих концентрација да бисте контролисали структуру пора. Резултати су показали да је нижа концентрација алкалија погодна за повећање и ширење пора. Најбољи ефекат је постигнут када је масена концентрација била 20%. Активни угаљ је имао највећу специфичну површину (681 м²·г-1) и запремину пора (0,5916 цм³·г-1). Када масена концентрација Na0H пређе 20%, структура пора активног угља се уништава и параметри структуре пора почињу да се смањују. То је зато што ће висока концентрација раствора Na0H кородирати угљенични скелет и велики број пора ће се урушити.
Припрема високо ефикасног активног угља мешањем полимера. Прекурсори су били фурфурална смола и фурфурил алкохол, а етилен гликол је био средство за формирање пора. Структура пора је контролисана подешавањем садржаја три полимера, и добијен је порозни материјал са величином пора између 0,008 и 5 μm. Неки научници су доказали да се полиуретан-имидни филм (PUI) може карбонизовати да би се добио угљенични филм, а структура пора се може контролисати променом молекуларне структуре полиуретанског (PU) преполимера [41]. Када се PUI загреје на 200°C, генеришу се PU и полиимид (PI). Када температура термичке обраде порасте на 400°C, PU пиролиза производи гас, што резултира формирањем структуре пора на PI филму. Након карбонизације, добија се угљенични филм. Поред тога, метод мешања полимера може такође донекле побољшати нека физичка и механичка својства материјала.
Технологија регулације каталитичке активације
Технологија каталитичке регулације активације је заправо комбинација методе хемијске активације и методе активације гасом на високој температури. Генерално, хемијске супстанце се додају сировинама као катализатори, а катализатори се користе да помогну процесу карбонизације или активације како би се добили порозни угљенични материјали. Генерално говорећи, метали углавном имају каталитичке ефекте, али каталитички ефекти варирају.
У ствари, обично не постоји очигледна граница између регулације хемијске активације и регулације каталитичке активације порозних материјала. То је зато што обе методе додају реагенсе током процеса карбонизације и активације. Специфична улога ових реагенса одређује да ли метода припада категорији каталитичке активације.
Структура самог порозног угљеничног материјала, физичка и хемијска својства катализатора, услови каталитичке реакције и метод пуњења катализатора могу имати различите степене утицаја на ефекат регулације. Коришћењем битуминозног угља као сировине, Mn(N03)2 и Cu(N03)2 као катализатора могу се припремити порозни материјали који садрже металне оксиде. Одговарајућа количина металних оксида може побољшати порозност и запремину пора, али каталитички ефекти различитих метала се мало разликују. Cu(N03)2 може подстаћи развој пора у опсегу од 1,5~2,0 nm. Поред тога, метални оксиди и неорганске соли садржане у пепелу сировине такође ће играти каталитичку улогу у процесу активације. Сје Ћијанг и др. [42] веровали су да каталитичка реакција активације елемената као што су калцијум и гвожђе у неорганској материји може подстаћи развој пора. Када је садржај ова два елемента превисок, удео средњих и великих пора у производу значајно се повећава.
Закључак
Иако је активни угаљ, као најшире коришћени зелени порозни угљенични материјал, играо важну улогу у индустрији и животу, он и даље има велики потенцијал за побољшање у проширењу сировина, смањењу трошкова, побољшању квалитета, побољшању енергије, продужењу века трајања и побољшању чврстоће. Проналажење висококвалитетних и јефтиних сировина за активни угаљ, развој чисте и ефикасне технологије производње активног угља и оптимизација и регулисање структуре пора активног угља према различитим областима примене биће важан правац за побољшање квалитета производа од активног угља и промоцију висококвалитетног развоја индустрије активног угља.
Време објаве: 27. август 2024.