Karibu kwenye tovuti yetu kwa taarifa na ushauri kuhusu bidhaa.
Tovuti yetu:https://www.vet-china.com/
Mbinu ya uanzishaji wa kimwili na kemikali
Mbinu ya uanzishaji wa kimwili na kemikali inarejelea mbinu ya kuandaa nyenzo zenye vinyweleo kwa kuchanganya mbinu mbili za uanzishaji zilizo hapo juu. Kwa ujumla, uanzishaji wa kemikali hufanywa kwanza, na kisha uanzishaji wa kimwili hufanywa. Kwanza loweka selulosi katika myeyusho wa 68% ~ 85% H3PO4 kwa 85℃ kwa saa 2, kisha uiweke kwenye tanuru ya muffle kwa saa 4, kisha uiwashe na CO2. Eneo maalum la uso wa kaboni iliyoamilishwa iliyopatikana lilikuwa la juu kama 3700m2·g-1. Jaribu kutumia nyuzinyuzi za mkonge kama malighafi, na uwashe nyuzinyuzi za kaboni iliyoamilishwa (ACF) iliyopatikana kwa uanzishaji wa H3PO4 mara moja, uiwashe kwa joto la 830℃ chini ya ulinzi wa N2, na kisha utumie mvuke wa maji kama kiamilishi kwa uanzishaji wa pili. Eneo maalum la uso wa ACF lililopatikana baada ya dakika 60 za uanzishaji liliboreshwa sana.
Uainishaji wa utendaji wa muundo wa vinyweleo vya vinyweleo vilivyoamilishwakaboni
Mbinu za uainishaji wa utendaji wa kaboni ulioamilishwa na maelekezo ya matumizi zinazotumika sana zinaonyeshwa katika Jedwali la 2. Sifa za muundo wa vinyweleo vya nyenzo zinaweza kupimwa kutoka vipengele viwili: uchambuzi wa data na uchambuzi wa picha.
Maendeleo ya utafiti wa teknolojia ya uboreshaji wa muundo wa vinyweleo vya kaboni iliyoamilishwa
Ingawa kaboni iliyoamilishwa ina vinyweleo vingi na eneo kubwa maalum la uso, ina utendaji bora katika nyanja nyingi. Hata hivyo, kutokana na uteuzi wake mpana wa malighafi na hali ngumu za maandalizi, bidhaa zilizokamilishwa kwa ujumla zina hasara za muundo wa vinyweleo visivyo na mpangilio, eneo tofauti maalum la uso, usambazaji wa ukubwa wa vinyweleo visivyo na mpangilio, na sifa chache za kemikali za uso. Kwa hivyo, kuna hasara kama vile kipimo kikubwa na uwezo mdogo wa kubadilika katika mchakato wa matumizi, ambao hauwezi kukidhi mahitaji ya soko. Kwa hivyo, ni muhimu sana kwa vitendo kuboresha na kudhibiti muundo na kuboresha utendaji wake kamili wa matumizi. Njia zinazotumika sana za kuboresha na kudhibiti muundo wa vinyweleo ni pamoja na udhibiti wa kemikali, mchanganyiko wa polima, na udhibiti wa uanzishaji wa kichocheo.
Teknolojia ya udhibiti wa kemikali
Teknolojia ya udhibiti wa kemikali inarejelea mchakato wa uanzishaji wa pili (marekebisho) wa nyenzo zenye vinyweleo vilivyopatikana baada ya uanzishaji kwa kutumia vitendanishi vya kemikali, kuharibu vinyweleo vya awali, kupanua vinyweleo vidogo, au kuunda zaidi vinyweleo vipya ili kuongeza eneo maalum la uso na muundo wa vinyweleo vya nyenzo. Kwa ujumla, bidhaa iliyokamilishwa ya uanzishaji mmoja kwa ujumla huingizwa katika suluhisho la kemikali mara 0.5 ~ 4 ili kudhibiti muundo wa vinyweleo na kuongeza eneo maalum la uso. Aina zote za myeyusho wa asidi na alkali zinaweza kutumika kama vitendanishi kwa uanzishaji wa pili.
Teknolojia ya kurekebisha oksidi ya uso wa asidi
Marekebisho ya oksidi ya uso wa asidi ni njia inayotumika sana ya udhibiti. Katika halijoto inayofaa, vioksidishaji vya asidi vinaweza kuimarisha vinyweleo vilivyo ndani ya kaboni iliyoamilishwa, kuboresha ukubwa wa vinyweleo vyake, na kutoa vinyweleo vilivyoziba. Kwa sasa, utafiti wa ndani na nje unazingatia zaidi marekebisho ya asidi isokaboni. HN03 ni kioksidishaji kinachotumika sana, na wasomi wengi hutumia HN03 kurekebisha kaboni iliyoamilishwa. Tong Li et al. [28] waligundua kuwa HN03 inaweza kuongeza kiwango cha vikundi vya utendaji kazi vyenye oksijeni na nitrojeni kwenye uso wa kaboni iliyoamilishwa na kuboresha athari ya ufyonzaji wa zebaki.
Kurekebisha kaboni iliyoamilishwa na HN03, baada ya marekebisho, eneo maalum la uso wa kaboni iliyoamilishwa lilipungua kutoka 652m2·g-1 hadi 241m2·g-1, ukubwa wa wastani wa vinyweleo uliongezeka kutoka 1.27nm hadi 1.641nm, na uwezo wa kufyonza wa benzophenoni katika petroli iliyoigwa uliongezeka kwa 33.7%. Kurekebisha kaboni iliyoamilishwa ya kuni yenye mkusanyiko wa ujazo wa 10% na 70% wa HN03, mtawalia. Matokeo yanaonyesha kuwa eneo maalum la uso wa kaboni iliyoamilishwa iliyobadilishwa na 10% HN03 liliongezeka kutoka 925.45m2·g-1 hadi 960.52m2·g-1; baada ya marekebisho na 70% HN03, eneo maalum la uso lilipungua hadi 935.89m2·g-1. Viwango vya kuondolewa kwa Cu2+ na kaboni iliyoamilishwa iliyobadilishwa na viwango viwili vya HN03 vilikuwa juu ya 70% na 90%, mtawalia.
Kwa kaboni iliyoamilishwa inayotumika katika uwanja wa kunyonya, athari ya kunyonya inategemea sio tu muundo wa vinyweleo bali pia sifa za kemikali za uso wa kinyonyaji. Muundo wa vinyweleo huamua eneo maalum la uso na uwezo wa kunyonya wa kaboni iliyoamilishwa, huku sifa za kemikali za uso zikiathiri mwingiliano kati ya kaboni iliyoamilishwa na kinyonyaji. Hatimaye iligundulika kuwa urekebishaji wa asidi wa kaboni iliyoamilishwa hauwezi tu kurekebisha muundo wa vinyweleo ndani ya kaboni iliyoamilishwa na kusafisha vinyweleo vilivyoziba, lakini pia huongeza kiwango cha vikundi vya tindikali kwenye uso wa nyenzo na kuongeza polarity na hidrofilicity ya uso. Uwezo wa kunyonya wa EDTA na kaboni iliyoamilishwa iliyobadilishwa na HCI uliongezeka kwa 49.5% ikilinganishwa na ule wa kabla ya urekebishaji, ambao ulikuwa bora kuliko ule wa urekebishaji wa HNO3.
Kaboni iliyoamilishwa kibiashara iliyorekebishwa na HNO3 na H2O2 mtawalia! Maeneo maalum ya uso baada ya marekebisho yalikuwa 91.3% na 80.8% ya yale ya kabla ya marekebisho, mtawalia. Makundi mapya ya utendaji kazi yenye oksijeni kama vile kaboksili, kabonili na fenoli yaliongezwa kwenye uso. Uwezo wa kunyonya wa nitrobenzene kwa marekebisho ya HNO3 ulikuwa bora zaidi, ambao ulikuwa mara 3.3 zaidi ya kabla ya marekebisho. Imegundulika kuwa ongezeko la kiwango cha makundi ya utendaji kazi yenye oksijeni katika kaboni iliyoamilishwa baada ya marekebisho ya asidi lilisababisha ongezeko la idadi ya sehemu zinazofanya kazi za uso, ambazo zilikuwa na athari ya moja kwa moja katika kuboresha uwezo wa kunyonya wa adsorbate inayolengwa.
Ikilinganishwa na asidi isokaboni, kuna ripoti chache kuhusu urekebishaji wa asidi kikaboni ya kaboni iliyoamilishwa. Linganisha athari za urekebishaji wa asidi kikaboni kwenye sifa za muundo wa vinyweleo vya kaboni iliyoamilishwa na ufyonzwaji wa methanoli. Baada ya urekebishaji, eneo maalum la uso na jumla ya ujazo wa vinyweleo vya kaboni iliyoamilishwa hupungua. Kadiri asidi inavyozidi kuwa na nguvu, ndivyo inavyopungua zaidi. Baada ya urekebishaji na asidi oxaliki, asidi tartariki na asidi citric, eneo maalum la uso wa kaboni iliyoamilishwa lilipungua kutoka 898.59m2·g-1 hadi 788.03m2·g-1, 685.16m2·g-1 na 622.98m2·g-1 mtawalia. Hata hivyo, upunguzaji mdogo wa kaboni iliyoamilishwa uliongezeka baada ya urekebishaji. Upunguzaji mdogo wa kaboni iliyoamilishwa iliyobadilishwa na asidi citric uliongezeka kutoka 75.9% hadi 81.5%.
Urekebishaji wa asidi ya oksaliki na asidi ya tartariki una manufaa kwa ufyonzwaji wa methanoli, huku asidi ya citric ikiwa na athari ya kuzuia. Hata hivyo, J.Paul Chen et al. [35] waligundua kuwa kaboni iliyoamilishwa iliyobadilishwa na asidi ya citric inaweza kuongeza ufyonzwaji wa ioni za shaba. Lin Tang et al. [36] walibadilisha kaboni iliyoamilishwa kibiashara kwa kutumia asidi ya fomi, asidi ya oksaliki na asidi ya aminosulfoniki. Baada ya urekebishaji, eneo maalum la uso na ujazo wa vinyweleo vilipunguzwa. Vikundi vya utendaji kazi vyenye oksijeni kama vile 0-HC-0, C-0 na S=0 viliundwa kwenye uso wa bidhaa iliyomalizika, na njia zisizo sawa za kuchongwa na fuwele nyeupe zilionekana. Uwezo wa ufyonzwaji wa usawa wa asetoni na isopropanoli pia uliongezeka kwa kiasi kikubwa.
Teknolojia ya kurekebisha suluhisho la alkali
Baadhi ya wasomi pia walitumia myeyusho wa alkali kufanya uanzishaji wa pili kwenye kaboni iliyoamilishwa. Weka myeyusho wa Na0H uliotengenezwa nyumbani kwa kutumia myeyusho wa Na0H wa viwango tofauti ili kudhibiti muundo wa vinyweleo. Matokeo yalionyesha kuwa kiwango cha chini cha alkali kilikuwa kizuri kwa ongezeko na upanuzi wa vinyweleo. Athari bora ilipatikana wakati mkusanyiko wa wingi ulikuwa 20%. Kaboni iliyoamilishwa ilikuwa na eneo maalum la juu zaidi la uso (681m2·g-1) na ujazo wa vinyweleo (0.5916cm3·g-1). Wakati mkusanyiko wa wingi wa Na0H unazidi 20%, muundo wa vinyweleo vya kaboni iliyoamilishwa huharibiwa na vigezo vya muundo wa vinyweleo huanza kupungua. Hii ni kwa sababu mkusanyiko mkubwa wa myeyusho wa Na0H utaharibu mifupa ya kaboni na idadi kubwa ya vinyweleo vitaanguka.
Kuandaa kaboni iliyoamilishwa yenye utendaji wa hali ya juu kwa kuchanganya polima. Vitangulizi vilikuwa resini ya furfural na alkoholi ya furfuril, na ethilini glikoli ilikuwa wakala wa kutengeneza polima. Muundo wa polima ulidhibitiwa kwa kurekebisha kiwango cha polima hizo tatu, na nyenzo yenye vinyweleo yenye ukubwa wa polima kati ya 0.008 na 5 μm ilipatikana. Baadhi ya wasomi wamethibitisha kwamba filamu ya polyurethane-imide (PUI) inaweza kubadilishwa kuwa kaboni ili kupata filamu ya kaboni, na muundo wa polima unaweza kudhibitiwa kwa kubadilisha muundo wa molekuli wa polima ya polyurethane (PU) [41]. PUI inapopashwa joto hadi 200°C, PU na polima (PI) zitazalishwa. Wakati halijoto ya matibabu ya joto inapoongezeka hadi 400°C, pyrolysis ya PU hutoa gesi, na kusababisha uundaji wa muundo wa polima kwenye filamu ya PI. Baada ya kaboni, filamu ya kaboni hupatikana. Kwa kuongezea, mbinu ya kuchanganya polima inaweza pia kuboresha sifa za kimwili na za kiufundi za nyenzo kwa kiwango fulani.
Teknolojia ya udhibiti wa uanzishaji wa kichocheo
Teknolojia ya udhibiti wa uanzishaji wa kichocheo kwa kweli ni mchanganyiko wa mbinu ya uanzishaji wa kemikali na mbinu ya uanzishaji wa gesi ya halijoto ya juu. Kwa ujumla, kemikali huongezwa kwenye malighafi kama vichocheo, na vichocheo hivyo hutumika kusaidia mchakato wa uundaji wa kaboni au uanzishaji ili kupata nyenzo za kaboni zenye vinyweleo. Kwa ujumla, metali kwa ujumla zina athari za kichocheo, lakini athari za kichocheo hutofautiana.
Kwa kweli, kwa kawaida hakuna mpaka dhahiri kati ya udhibiti wa uanzishaji wa kemikali na udhibiti wa uanzishaji wa kichocheo wa nyenzo zenye vinyweleo. Hii ni kwa sababu njia zote mbili huongeza vitendanishi wakati wa mchakato wa uundaji wa kaboni na uanzishaji. Jukumu maalum la vitendanishi hivi huamua kama njia hiyo ni ya kategoria ya uanzishaji wa kichocheo.
Muundo wa nyenzo zenye vinyweleo vya kaboni zenyewe, sifa za kimwili na kemikali za kichocheo, hali ya mmenyuko wa kichocheo na mbinu ya upakiaji wa kichocheo vyote vinaweza kuwa na viwango tofauti vya ushawishi kwenye athari ya udhibiti. Kwa kutumia makaa ya mawe ya bituminous kama malighafi, Mn(N03)2 na Cu(N03)2 kama vichocheo vinaweza kuandaa nyenzo zenye vinyweleo vyenye oksidi za metali. Kiasi kinachofaa cha oksidi za metali kinaweza kuboresha unyeyushaji na ujazo wa vinyweleo, lakini athari za kichocheo za metali tofauti ni tofauti kidogo. Cu(N03)2 inaweza kukuza ukuaji wa vinyweleo katika kiwango cha 1.5 ~ 2.0nm. Kwa kuongezea, oksidi za metali na chumvi zisizo za kikaboni zilizomo kwenye majivu ya malighafi pia zitachukua jukumu la kichocheo katika mchakato wa uanzishaji. Xie Qiang et al. [42] waliamini kwamba mmenyuko wa uanzishaji wa kichocheo wa vipengele kama vile kalsiamu na chuma katika vitu visivyo vya kikaboni unaweza kukuza ukuaji wa vinyweleo. Wakati maudhui ya vipengele hivi viwili ni makubwa sana, uwiano wa vinyweleo vya kati na vikubwa katika bidhaa huongezeka sana.
Hitimisho
Ingawa kaboni iliyoamilishwa, kama nyenzo ya kaboni yenye vinyweleo vya kijani inayotumika sana, imechukua jukumu muhimu katika tasnia na maisha, bado ina uwezo mkubwa wa kuboresha upanuzi wa malighafi, kupunguza gharama, uboreshaji wa ubora, uboreshaji wa nishati, upanuzi wa maisha na uboreshaji wa nguvu. Kupata malighafi ya kaboni iliyoamilishwa yenye ubora wa juu na wa bei nafuu, kukuza teknolojia safi na bora ya uzalishaji wa kaboni iliyoamilishwa, na kuboresha na kudhibiti muundo wa vinyweleo vya kaboni iliyoamilishwa kulingana na nyanja tofauti za matumizi itakuwa mwelekeo muhimu wa kuboresha ubora wa bidhaa za kaboni iliyoamilishwa na kukuza maendeleo ya ubora wa juu wa tasnia ya kaboni iliyoamilishwa.
Muda wa chapisho: Agosti-27-2024