Önüm barada maglumat we maslahat üçin web sahypamyza hoş geldiňiz.
Web sahypamyz:https://www.vet-china.com/
Fiziki we himiki aktiwleşdiriş usuly
Fiziki we himiki aktiwleşdiriş usuly ýokardaky iki aktiwleşdiriş usulyny birleşdirip, gözenekli materiallary taýýarlamak usulyna degişlidir. Umuman, ilki himiki aktiwleşdiriş, soňra fiziki aktiwleşdiriş amala aşyrylýar. Ilki bilen sellýulozany 68% ~ 85% H3PO4 ergininde 85℃-de 2 sagatlap çümdüriň, soňra muffel peçinde 4 sagatlap kömürleşdiriň we soňra CO2 bilen aktiwleşdiriň. Alnan aktiwleşdirilen kömüriň umumy meýdany 3700m2·g-1 çenli ýokary boldy. Sisal süýümini çig mal hökmünde ulanmaga synanyşyň we H3PO4 aktiwleşdiriş arkaly alnan aktiwleşdirilen kömür süýümini (ACF) bir gezek aktiwleşdiriň, N2 goragy astynda 830℃-e çenli gyzdyryň we soňra ikinji aktiwleşdiriş üçin aktiwleşdiriji hökmünde suw bugyny ulanyň. 60 minut aktiwleşdirişden soň alnan ACF-iň umumy meýdany ep-esli gowulandy.
Aktiwleşdirilen gözenek gurluşynyň işiniň häsiýetlendirilmegiuglerod
Aktiwleşdirilen kömüriň netijeliligini häsiýetlendirmek üçin giňden ulanylýan usullar we ulanylyş ugurlary 2-nji tablisada görkezilen. Materialyň gözenek gurluş häsiýetlerini iki tarapdan barlap bolýar: maglumatlary seljermek we suratlary seljermek.
Aktiwleşdirilen kömüriň gözenek gurluşyny optimizirlemek tehnologiýasynyň ylmy-barlag işleriniň ösüşi
Aktiwleşdirilen uglerodyň baý gözenekleri we ägirt uly ýörite meýdany bolsa-da, ol köp ugurlarda ajaýyp netijelilige eýedir. Şeýle-de bolsa, giň çig mal saýlamagy we çylşyrymly taýýarlamak şertleri sebäpli, taýýar önümler, adatça, haosly gözenek gurluşy, dürli ýörite meýdan, gözenek ölçegleriniň tertipsiz paýlanyşy we çäkli ýüz himiki häsiýetleri ýaly kemçiliklere eýedir. Şonuň üçin ulanmak prosesinde bazar talaplaryna laýyk gelip bilmeýän uly doza we dar uýgunlaşma ýaly kemçilikler bar. Şonuň üçin gurluşy optimizirlemek we düzgünleşdirmek, şeýle hem onuň toplumlaýyn ulanylyş netijeliligini ýokarlandyrmak uly amaly ähmiýete eýedir. Gözenek gurluşyny optimizirlemek we düzgünleşdirmek üçin giňden ulanylýan usullara himiki düzgünleşdirmek, polimer garyşdyrmak we katalitik aktiwleşdirme düzgünleşdirmek girýär.
Himiki düzgünleşdiriş tehnologiýasy
Himiki düzgünleşdiriş tehnologiýasy himiki reagentler bilen aktiwleşdirilenden soň alnan gözenekli materiallaryň ikinji derejeli aktiwleşdirilmegi (üýtgedilmegi) prosesini aňladýar, asyl gözenekleri zaýalaýar, mikro gözenekleri giňeldýär ýa-da materialyň aýratyn ýüz meýdanyny we gözenek gurluşyny artdyrmak üçin täze mikro gözenekleri has-da döredýär. Umuman aýdylanda, bir aktiwleşdirmegiň taýýar önümi, gözenek gurluşyny düzgünleşdirmek we aýratyn ýüz meýdanyny artdyrmak üçin, adatça, 0,5 ~ 4 esse himiki ergine batyrylýar. Ikinji derejeli aktiwleşdiriş üçin reagent hökmünde ähli görnüşli kislota we gidroksidi erginleri ulanylyp bilner.
Kislota ýüzi oksidleşmesini üýtgetmek tehnologiýasy
Kislota ýüzüniň oksidlenmesiniň modifikasiýa edilmegi giňden ulanylýan düzgünleşdiriş usulydyr. Degişli temperaturada kislota oksidleýjileri aktiwleşdirilen kömüriň içindäki gözenekleri baýlaşdyryp, gözenekleriniň ölçegini gowulandyryp we dykylan gözenekleri arassalap bilýär. Häzirki wagtda ýerli we daşary ýurtly ylmy-barlag işleri esasan organiki däl kislotalaryň modifikasiýasyna gönükdirilendir. HN03 giňden ulanylýan oksidleýjidir we köp alymlar aktiwleşdirilen kömüri üýtgetmek üçin HN03 ulanýarlar. Tong Li we beýlekiler [28] HN03-iň aktiwleşdirilen kömüriň ýüzünde kislorod saklaýan we azot saklaýan funksional toparlaryň mukdaryny artdyryp we simapyň adsorbsiýa täsirini gowulandyryp bilýändigini anykladylar.
HN03 bilen aktiwleşdirilen kömür modifikasiýa edilenden soň, aktiwleşdirilen kömüriň aýratyn ýüz meýdany 652m2·g-1-den 241m2·g-1-e çenli azaldy, ortaça gözenek ölçegi 1,27nm-den 1,641nm-e çenli ýokarlandy we benzofenonuň simulýasiýa edilen benzindäki adsorbsiýa ukyby 33,7% ýokarlandy. Agaç aktiwleşdirilen kömürde degişlilikde 10% we 70% göwrüm konsentrasiýasy bolan HN03 modifikasiýa edildi. Netijeler 10% HN03 bilen modifikasiýa edilen aktiwleşdirilen kömüriň aýratyn ýüz meýdanynyň 925,45m2·g-1-den 960,52m2·g-1-e çenli ýokarlanandygyny görkezýär; 70% HN03 bilen modifikasiýa edilenden soň, aýratyn ýüz meýdany 935,89m2·g-1-e çenli azaldy. HN03-iň iki konsentrasiýasy bilen modifikasiýa edilen aktiwleşdirilen kömür bilen Cu2+-iň aýrylma tizligi degişlilikde 70% we 90% -den ýokary boldy.
Adsorbsiýa ulgamynda ulanylýan aktiwleşdirilen kömür üçin adsorbsiýa täsiri diňe gözenek gurluşyna däl, eýsem adsorbentiň ýüzündäki himiki häsiýetlerine hem baglydyr. Gözenek gurluşy aktiwleşdirilen kömüriň aýratyn ýüzüniň meýdanyny we adsorbsiýa ukybyny kesgitleýär, ýüzündäki himiki häsiýetler bolsa aktiwleşdirilen kömür bilen adsorbatyň arasyndaky özara täsire täsir edýär. Ahyrsoňy aktiwleşdirilen kömüriň kislota modifikasiýasynyň diňe aktiwleşdirilen kömüriň içindäki gözenek gurluşyny sazlap we dykylan gözenekleri arassalap bilmän, eýsem materialyň ýüzündäki kislota toparlarynyň mukdaryny artdyryp we ýüzüň polýarlygyny we gidrofilligini ýokarlandyryp bilýändigi anyklandy. HCI bilen modifikasiýa edilen aktiwleşdirilen kömür bilen EDTA-nyň adsorbsiýa ukyby modifikasiýanyň öňki derejesine garanyňda 49,5% ýokarlandy, bu bolsa HNO3 modifikasiýasynyňkydan has gowy boldy.
Degişlilikde HNO3 we H2O2 bilen modifisirlenen täjirçilik aktiwleşdirilen kömür! Modifisasiýadan soňky aýratyn ýüz meýdanlary modifisasiýadan öňki meýdanlaryň degişlilikde 91,3% we 80,8% boldy. Karboksil, karbonil we fenol ýaly täze kislorod saklaýan funksional toparlar ýüze goşuldy. HNO3 modifisasiýasynda nitrobenzolyň adsorbsiýa ukyby iň gowusy bolup, modifisasiýadan öňkiden 3,3 esse ýokary boldy. Kislota modifisasiýasyndan soň aktiwleşdirilen kömürde kislorod saklaýan funksional toparlaryň mukdarynyň artmagynyň ýüz aktiw nokatlarynyň sanynyň artmagyna getirýändigi we bu bolsa maksatly adsorbatyň adsorbsiýa ukybynyň gowulanmagyna gönüden-göni täsir edýändigi anyklandy.
Organiki däl kislotalar bilen deňeşdirilende, aktiwleşdirilen kömüriň organiki kislota modifikasiýasy barada az maglumat bar. Organiki kislota modifikasiýasynyň aktiwleşdirilen kömüriň gözenek gurluş häsiýetlerine we metanolyň adsorbsiýasyna täsirini deňeşdiriň. Modifikasiýadan soň, aktiwleşdirilen kömüriň umumy ýüz meýdany we gözenek göwrümi azaldy. Kislota näçe güýçli bolsa, azalma şonça-da uly boldy. Oksalat kislotasy, tartarik kislotasy we limon kislotasy bilen modifikasiýadan soň, aktiwleşdirilen kömüriň umumy ýüz meýdany degişlilikde 898.59m2·g-1-den 788.03m2·g-1, 685.16m2·g-1 we 622.98m2·g-1-e çenli azaldy. Şeýle-de bolsa, modifikasiýadan soň aktiwleşdirilen kömüriň mikrogözenekliligi ýokarlandy. Limon kislotasy bilen modifikasiýa edilen aktiwleşdirilen kömüriň mikrogözenekliligi 75.9% -den 81.5% -e çenli ýokarlandy.
Oksalik kislotasy we tartarik kislotasynyň modifikasiýa edilmegi metanolyň adsorbsiýasyna peýdalydyr, limon kislotasy bolsa tormozlaýjy täsir edýär. Şeýle-de bolsa, J.Paul Chen we beýlekiler [35] limon kislotasy bilen modifikasiýa edilen aktiwleşdirilen kömüriň mis ionlarynyň adsorbsiýasyny güýçlendirip biljekdigini anykladylar. Lin Tang we beýlekiler [36] formik kislotasy, oksalik kislotasy we aminosulfon kislotasy bilen modifikasiýa edilen täjirçilik aktiwleşdirilen kömür. Modifikasiýa edilenden soň, aýratyn ýüz meýdany we gözenek göwrümi azaldy. Taýýar önümiň ýüzünde 0-HC-0, C-0 we S=0 ýaly kislorod saklaýan funksional toparlar emele geldi we deň däl oýulan kanallar we ak kristallar peýda boldy. Aseton we izopropanolyň deňagramly adsorbsiýa ukyby hem ep-esli ýokarlandy.
Alkalin ergini üýtgetmek tehnologiýasy
Käbir alymlar aktiwleşdirilen kömürde ikinji derejeli aktiwleşdirmegi amala aşyrmak üçin aşgarly ergini hem ulandylar. Gözenek gurluşyny gözegçilikde saklamak üçin öýde ýasalan kömür esasyndaky aktiwleşdirilen kömüri dürli konsentrasiýadaky Na0H ergini bilen siňdiriň. Netijeler aşgarly erginiň pes konsentrasiýasynyň gözenekleriň artmagyna we giňelmegine ýardam berýändigini görkezdi. Iň gowy täsir massa konsentrasiýasy 20% bolanda gazanyldy. Aktiwleşdirilen kömüriň iň ýokary aýratyn ýüz meýdany (681m2·g-1) we gözenek göwrümi (0.5916sm3·g-1) boldy. Na0H-nyň massa konsentrasiýasy 20% -den geçende, aktiwleşdirilen kömüriň gözenek gurluşy zaýalanýar we gözenek gurluşynyň parametrleri pese gaçmaga başlaýar. Sebäbi Na0H erginiň ýokary konsentrasiýasy uglerod skeletini poslaýar we köp sanly gözenekler ýykylýar.
Polimer garyşdyrmak arkaly ýokary netijeli aktiwleşdirilen kömür taýýarlamak. Öňbaşlar furfural smolasy we furfuril spirti, etilen glikol bolsa gözenek emele getiriji serişde boldy. Gözenek gurluşy üç polimeriň mazmunyny sazlamak arkaly dolandyryldy we gözenek ölçegi 0,008 bilen 5 μm aralygynda bolan gözenek material alyndy. Käbir alymlar poliuretan-imid plýonkasynyň (PUI) uglerod plýonkasyny almak üçin kömürleşdirilip bilinjekdigini we gözenek gurluşynyň poliuretan (PU) prepolimeriniň molekulýar gurluşyny üýtgetmek arkaly dolandyrylyp bilinjekdigini subut etdiler [41]. PUI 200°C-a çenli gyzdyrylanda, PU we poliimid (PI) emele geler. Gyzgynlyk bilen işleme temperaturasy 400°C-a çenli ýokarlananda, PU pirolizi gaz öndürýär, netijede PI plýonkasynda gözenek gurluşy emele gelýär. Kömürleşdirilenden soň, uglerod plýonkasy alynýar. Mundan başga-da, polimer garyşdyrmak usuly materialyň käbir fiziki we mehaniki häsiýetlerini belli bir derejede gowulandyryp biler.
Katalitik aktiwleşdiriş düzgünleşdiriş tehnologiýasy
Katalitik aktiwleşdirmegi düzgünleşdirmek tehnologiýasy, aslynda, himiki aktiwleşdirme usulynyň we ýokary temperaturaly gaz aktiwleşdirme usulynyň utgaşmasydyr. Umuman, çig mallara himiki maddalar katalizator hökmünde goşulýar we katalizatorlar gözenekli uglerod materiallaryny almak üçin kömürleşdirme ýa-da aktiwleşdirme prosesine kömek etmek üçin ulanylýar. Umuman aýdanyňda, metallaryň, adatça, katalitik täsiri bar, ýöne katalitik täsirleri dürli-dürli.
Aslynda, gözenekli materiallaryň himiki aktiwleşdiriş düzgünleşdirilişi bilen katalitik aktiwleşdiriş düzgünleşdirilişiniň arasynda adatça aýdyň serhet bolmaýar. Sebäbi iki usul hem kömürleşdiriş we aktiwleşdiriş prosesinde reagentleri goşýar. Bu reagentleriň aýratyn roly usulyň katalitik aktiwleşdiriş kategoriýasyna degişlidigini ýa-da degişli däldigini kesgitleýär.
Gözenekli uglerod materialynyň gurluşy, katalizatoryň fiziki we himiki häsiýetleri, katalitik reaksiýa şertleri we katalizator ýükleme usuly düzgünleşdiriş täsirine dürli derejede täsir edip biler. Bitumly kömür çig mal hökmünde ulanylyp, Mn(N03)2 we Cu(N03)2 katalizator hökmünde metal oksidlerini öz içine alýan gözenekli materiallary taýýarlap biler. Metal oksidleriniň degişli mukdary gözenekliligi we gözenek göwrümini gowulandyryp biler, ýöne dürli metallaryň katalitik täsirleri birneme tapawutlanýar. Cu(N03)2 1,5 ~ 2,0 nm aralygynda gözenekleriň ösmegine itergi berip biler. Mundan başga-da, çig mal külünde saklanýan metal oksidleri we organiki däl duzlar hem aktiwleşdiriş prosesinde katalitik rol oýnar. Xie Qiang we beýlekiler [42] organiki däl maddalarda kalsiý we demir ýaly elementleriň katalitik aktiwleşdiriş reaksiýasynyň gözenekleriň ösmegine itergi berip biljekdigine ynanýardylar. Bu iki elementiň mukdary gaty ýokary bolanda, önümdäki orta we uly gözenekleriň paýy ep-esli artýar.
Netije
Aktiwleşdirilen uglerod, iň köp ulanylýan ýaşyl gözenekli uglerod materialy hökmünde, senagatda we durmuşda möhüm rol oýnasa-da, çig malyň giňeldilmeginde, çykdajylaryň azaldylmagynda, hiliniň ýokarlandyrylmagynda, energiýanyň gowulandyrylmagynda, ömrüniň uzaldylmagynda we berkliginiň ýokarlandyrylmagynda uly mümkinçilikleri bar. Ýokary hilli we arzan aktiwleşdirilen uglerod çig mallaryny tapmak, arassa we netijeli aktiwleşdirilen uglerod öndürmek tehnologiýasyny işläp düzmek, şeýle hem dürli ulanylyş ugurlaryna görä aktiwleşdirilen uglerodyň gözenek gurluşyny optimizirlemek we düzgünleşdirmek aktiwleşdirilen uglerod önümleriniň hilini ýokarlandyrmak we aktiwleşdirilen uglerod senagatynyň ýokary hilli ösüşine ýardam bermek üçin möhüm ugur bolar.
Ýerleşdirilen wagty: 2024-nji ýylyň 27-nji awgusty