Ürün bilgisi ve danışmanlık için web sitemize hoş geldiniz.
Web sitemiz:https://www.vet-china.com/
Bu çalışma, mevcut aktif karbon pazarını analiz etmekte, aktif karbonun hammaddelerini derinlemesine incelemekte, gözenek yapısı karakterizasyon yöntemlerini, üretim yöntemlerini, etkileyen faktörleri ve aktif karbonun uygulama gelişimini tanıtmakta ve aktif karbon gözenek yapısı optimizasyon teknolojisine ilişkin araştırma sonuçlarını gözden geçirmektedir. Amaç, aktif karbonun yeşil ve düşük karbonlu teknolojilerin uygulanmasında daha büyük bir rol oynamasını sağlamaktır.
Aktif karbonun hazırlanması
Genel olarak, aktif karbonun hazırlanması iki aşamaya ayrılır: karbonizasyon ve aktivasyon.
Karbonizasyon süreci
Karbonizasyon, ham kömürün yüksek sıcaklıkta inert gaz koruması altında ısıtılarak uçucu maddelerinin ayrıştırılması ve ara karbonize ürünlerin elde edilmesi işlemidir. Karbonizasyon, işlem parametreleri ayarlanarak istenen sonuca ulaşılabilir. Çalışmalar, aktivasyon sıcaklığının karbonizasyon özelliklerini etkileyen önemli bir işlem parametresi olduğunu göstermiştir. Jie Qiang ve arkadaşları, bir fırında aktif karbonun performansına karbonizasyon ısıtma hızının etkisini incelemiş ve daha düşük bir hızın karbonize malzemelerin verimini artırmaya ve yüksek kaliteli malzemeler üretmeye yardımcı olduğunu bulmuşlardır.
Aktivasyon süreci
Karbonizasyon, ham maddelerin grafit benzeri mikrokristalin bir yapı oluşturmasını ve birincil gözenek yapısı oluşturmasını sağlayabilir. Bununla birlikte, bu gözenekler düzensizdir veya diğer maddeler tarafından tıkanır ve kapanır, bu da küçük bir özgül yüzey alanına yol açar ve daha fazla aktivasyon gerektirir. Aktivasyon, karbonize ürünün gözenek yapısını daha da zenginleştirme işlemidir ve esas olarak aktivatör ile ham madde arasındaki kimyasal reaksiyon yoluyla gerçekleştirilir: gözenekli mikrokristalin yapının oluşumunu teşvik edebilir.
Aktivasyon, malzemenin gözeneklerini zenginleştirme sürecinde esas olarak üç aşamadan geçer:
(1) Orijinal kapalı gözeneklerin (gözenekler aracılığıyla) açılması;
(2) Orijinal gözeneklerin genişletilmesi (gözenek genişlemesi);
(3) Yeni gözeneklerin oluşması (gözenek oluşumu);
Bu üç etki tek başına gerçekleşmez, aksine eş zamanlı ve sinerjik olarak meydana gelir. Genel olarak, gözenekler ve gözenek oluşumu, özellikle mikrogözeneklerin sayısını artırmaya elverişlidir; bu da yüksek gözenekliliğe ve geniş özgül yüzey alanına sahip gözenekli malzemelerin hazırlanması için faydalıdır. Öte yandan, aşırı gözenek genişlemesi, gözeneklerin birleşmesine ve bağlanmasına neden olarak mikrogözenekleri daha büyük gözeneklere dönüştürür. Bu nedenle, gelişmiş gözeneklere ve geniş özgül yüzey alanına sahip aktif karbon malzemeleri elde etmek için aşırı aktivasyondan kaçınmak gerekir. Yaygın olarak kullanılan aktif karbon aktivasyon yöntemleri arasında kimyasal yöntem, fiziksel yöntem ve fiziko-kimyasal yöntem bulunur.
Kimyasal aktivasyon yöntemi
Kimyasal aktivasyon yöntemi, ham maddelere kimyasal reaktifler eklenmesi ve ardından N2 ve Ar gibi koruyucu gazların bir ısıtma fırınında verilmesiyle aynı anda karbonize edilip aktive edilmelerini sağlayan bir yöntemdir. Yaygın olarak kullanılan aktivatörler genellikle NaOH, KOH ve H3PO4'tür. Kimyasal aktivasyon yönteminin düşük aktivasyon sıcaklığı ve yüksek verim gibi avantajları vardır, ancak büyük korozyon, yüzey reaktiflerinin uzaklaştırılmasının zorluğu ve ciddi çevre kirliliği gibi sorunları da bulunmaktadır.
Fiziksel aktivasyon yöntemi
Fiziksel aktivasyon yöntemi, ham maddelerin doğrudan fırında karbonlaştırılması ve ardından yüksek sıcaklıkta CO2 ve H2O gibi gazlarla reaksiyona sokularak gözeneklerin artırılması ve genişletilmesi amacını taşır; ancak fiziksel aktivasyon yönteminin gözenek yapısının kontrol edilebilirliği düşüktür. Bunlar arasında CO2, temiz, kolay elde edilebilir ve düşük maliyetli olması nedeniyle aktif karbon üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Karbonlaştırılmış hindistan cevizi kabuğu ham madde olarak kullanılarak ve CO2 ile aktive edilerek, gelişmiş mikrogözeneklere sahip, özgül yüzey alanı ve toplam gözenek hacmi sırasıyla 1653 m2·g-1 ve 0,1045 cm3·g-1 olan aktif karbon hazırlanmıştır. Bu performans, çift katmanlı kapasitörler için aktif karbon kullanım standardına ulaşmıştır.
Muşmula çekirdeği CO2 ile aktive edilerek süper aktif karbon hazırlandı; 1100℃'de 30 dakika aktivasyondan sonra özgül yüzey alanı ve toplam gözenek hacmi sırasıyla 3500 m2·g-1 ve 1,84 cm3·g-1'e ulaştı. Ticari hindistan cevizi kabuğu aktif karbonuna CO2 ile ikincil aktivasyon uygulandı. Aktivasyondan sonra, nihai ürünün mikrogözenekleri daraldı, mikrogözenek hacmi 0,21 cm3·g-1'den 0,27 cm3·g-1'e, özgül yüzey alanı 627,22 m2·g-1'den 822,71 m2·g-1'e yükseldi ve fenol adsorpsiyon kapasitesi %23,77 arttı.
Diğer bilim insanları CO2 aktivasyon sürecinin ana kontrol faktörlerini incelemiştir. Mohammad ve ark. [21], CO2 kauçuk talaşını aktive etmek için kullanıldığında sıcaklığın ana etkileyici faktör olduğunu bulmuştur. Bitmiş ürünün özgül yüzey alanı, gözenek hacmi ve mikrogözenekliliği, sıcaklık artışıyla önce artmış, sonra azalmıştır. Cheng Song ve ark. [22], makadamya fıstığı kabuklarının CO2 aktivasyon sürecini analiz etmek için yanıt yüzey metodolojisini kullanmıştır. Sonuçlar, aktivasyon sıcaklığının ve aktivasyon süresinin aktif karbon mikrogözeneklerinin gelişimi üzerinde en büyük etkiye sahip olduğunu göstermiştir.
Yayın tarihi: 27 Ağustos 2024