Välkommen till vår webbplats för produktinformation och konsultation.
Vår webbplats:https://www.vet-china.com/
Denna artikel analyserar den nuvarande marknaden för aktivt kol, genomför en djupgående analys av råvarorna för aktivt kol, introducerar metoder för porstrukturkarakterisering, produktionsmetoder, påverkande faktorer och tillämpningsframsteg för aktivt kol, och granskar forskningsresultaten av teknik för optimering av porstruktur med aktivt kol, i syfte att främja aktivt kols större roll i tillämpningen av grön och koldioxidsnål teknik.
Framställning av aktivt kol
Generellt sett är framställningen av aktivt kol uppdelad i två steg: karbonisering och aktivering
Karboniseringsprocess
Karbonisering avser processen att värma rått kol vid hög temperatur under skydd av inert gas för att sönderdela dess flyktiga ämnen och erhålla karboniserade mellanprodukter. Karboniseringen kan uppnås genom att justera processparametrarna. Studier har visat att aktiveringstemperaturen är en viktig processparameter som påverkar karboniseringsegenskaperna. Jie Qiang et al. studerade effekten av karboniseringsuppvärmningshastigheten på prestandan hos aktivt kol i en muffelugn och fann att en lägre hastighet bidrar till att förbättra utbytet av karboniserade material och producera högkvalitativa material.
Aktiveringsprocess
Karbonisering kan få råmaterialen att bilda en mikrokristallin struktur liknande grafit och generera en primär porstruktur. Dessa porer är dock oordnade eller blockerade och stängda av andra ämnen, vilket resulterar i en liten specifik yta och kräver ytterligare aktivering. Aktivering är processen att ytterligare berika porstrukturen hos den karboniserade produkten, vilket huvudsakligen utförs genom den kemiska reaktionen mellan aktivatorn och råmaterialet: det kan främja bildandet av porös mikrokristallin struktur.
Aktivering sker huvudsakligen genom tre steg i processen att berika materialets porer:
(1) Öppnande av de ursprungligen stängda porerna (genom porer);
(2) Förstoring av de ursprungliga porerna (porexpansion);
(3) Nybildning av porer (porbildning);
Dessa tre effekter uppstår inte var för sig, utan sker samtidigt och synergistiskt. Generellt sett bidrar genomgående porer och porbildning till att öka antalet porer, särskilt mikroporer, vilket är fördelaktigt för framställning av porösa material med hög porositet och stor specifik yta, medan överdriven porexpansion kommer att få porerna att smälta samman och ansluta sig, vilket omvandlar mikroporer till större porer. För att erhålla aktivt kolmaterial med utvecklade porer och stor specifik yta är det därför nödvändigt att undvika överdriven aktivering. Vanligt förekommande metoder för aktivering av aktivt kol inkluderar kemisk metod, fysikalisk metod och fysikalisk-kemisk metod.
Kemisk aktiveringsmetod
Kemisk aktiveringsmetod avser en metod där kemiska reagenser tillsätts till råmaterialen och sedan upphettas genom att skyddsgaser som N2 och Ar införs i en uppvärmningsugn för att samtidigt karbonisera och aktivera dem. Vanligt förekommande aktivatorer är i allmänhet NaOH, KOH och H3P04. Den kemiska aktiveringsmetoden har fördelarna med låg aktiveringstemperatur och högt utbyte, men den har också problem som stor korrosion, svårigheter att avlägsna ytreagenser och allvarlig miljöförorening.
Fysisk aktiveringsmetod
Fysisk aktiveringsmetod avser att karbonisera råmaterialen direkt i ugnen och sedan reagera med gaser som CO2 och H2O som introduceras vid hög temperatur för att uppnå syftet att öka porerna och expandera porerna, men den fysiska aktiveringsmetoden har dålig kontrollerbarhet av porstrukturen. Bland dessa används CO2 i stor utsträckning vid framställning av aktivt kol eftersom det är rent, lätt att få tag på och billigt. Använd karboniserat kokosnötskal som råmaterial och aktivera det med CO2 för att framställa aktivt kol med utvecklade mikroporer, med en specifik ytarea och total porvolym på 1653 m2·g-1 respektive 0,1045 cm3·g-1. Prestandan uppnådde användningsstandarden för aktivt kol för dubbelskiktskondensatorer.
Aktivering av mispelsten med CO2 för att framställa superaktivt kol. Efter aktivering vid 1100 ℃ i 30 minuter uppnåddes den specifika ytan och den totala porvolymen upp till 3500 m²·g⁻¹ respektive 1,84 cm³·g⁻¹. Använd CO2 för att utföra sekundär aktivering på kommersiellt aktivt kol från kokosnötskal. Efter aktivering minskade mikroporerna i den färdiga produkten, mikroporvolymen ökade från 0,21 cm³·g⁻¹ till 0,27 cm³·g⁻¹, den specifika ytan ökade från 627,22 m²·g⁻¹ till 822,71 m²·g⁻¹ och fenolens adsorptionskapacitet ökade med 23,77 %.
Andra forskare har studerat de viktigaste kontrollfaktorerna för CO2-aktiveringsprocessen. Mohammad et al. [21] fann att temperaturen är den viktigaste påverkande faktorn när CO2 används för att aktivera gummisågspån. Den specifika ytan, porvolymen och mikroporositeten hos den färdiga produkten ökade först och minskade sedan med ökande temperatur. Cheng Song et al. [22] använde responsytemetodik för att analysera CO2-aktiveringsprocessen hos macadamianötskal. Resultaten visade att aktiveringstemperatur och aktiveringstid har störst inverkan på utvecklingen av mikroporer med aktivt kol.
Publiceringstid: 27 augusti 2024