Ürün bilgisi ve danışmanlık için web sitemize hoş geldiniz.
Web sitemiz:https://www.vet-china.com/
Bu makalede, mevcut aktif karbon pazarını analiz edilmekte, aktif karbon hammaddelerinin derinlemesine analizi yapılmakta, gözenek yapısı karakterizasyon yöntemleri, üretim yöntemleri, etki eden faktörler ve aktif karbonun uygulama ilerlemesi tanıtılmakta ve aktif karbon gözenek yapısı optimizasyon teknolojisinin araştırma sonuçları incelenerek aktif karbonun yeşil ve düşük karbonlu teknolojilerin uygulanmasında daha büyük bir rol oynaması hedeflenmektedir.
Aktif karbonun hazırlanması
Aktif karbonun hazırlanması genel olarak iki aşamaya ayrılır: karbonizasyon ve aktivasyon
Karbonizasyon işlemi
Karbonizasyon, ham kömürü inert gaz koruması altında yüksek sıcaklıkta ısıtarak uçucu maddelerini ayrıştırma ve ara karbonize ürünler elde etme sürecini ifade eder. Karbonizasyon, işlem parametrelerini ayarlayarak beklenen hedefe ulaşabilir. Çalışmalar, aktivasyon sıcaklığının karbonizasyon özelliklerini etkileyen önemli bir işlem parametresi olduğunu göstermiştir. Jie Qiang ve diğerleri, karbonizasyon ısıtma hızının bir mufla fırınında aktif karbonun performansı üzerindeki 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 bir mikrokristalin yapı oluşturmasını ve birincil gözenek yapısı oluşturmasını sağlayabilir. Ancak, bu gözenekler düzensizdir veya diğer maddeler tarafından tıkanır ve kapatılır, bunun sonucunda küçük bir özgül yüzey alanı oluşur ve daha fazla aktivasyon gerektirir. Aktivasyon, karbonize ürünün gözenek yapısını daha da zenginleştirme sürecidir ve esas olarak aktivatör ile ham madde arasındaki kimyasal reaksiyon yoluyla gerçekleştirilir: gözenekli mikrokristalin yapının oluşumunu destekleyebilir.
Malzemenin gözeneklerinin zenginleştirilmesi sürecinde aktivasyon esas olarak üç aşamadan geçer:
(1) Orijinal kapalı gözeneklerin (gözenekler aracılığıyla) açılması;
(2) Orijinal gözeneklerin genişletilmesi (gözenek genişlemesi);
(3) Yeni gözeneklerin oluşturulması (gözenek oluşumu);
Bu üç etki tek başına gerçekleştirilmez, aynı anda ve sinerjik olarak gerçekleşir. Genel olarak konuşursak, gözenekler ve gözenek oluşturma, özellikle mikro gözenekler olmak üzere gözenek sayısını artırmaya elverişlidir, bu da yüksek gözenekliliğe ve büyük özgül yüzey alanına sahip gözenekli malzemelerin hazırlanması için faydalıdır, aşırı gözenek genişlemesi ise gözeneklerin birleşip bağlanmasına neden olur ve mikro gözenekleri daha büyük gözeneklere dönüştürür. Bu nedenle, gelişmiş gözeneklere ve büyük 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 fizikokimyasal yöntem bulunur.
Kimyasal aktivasyon yöntemi
Kimyasal aktivasyon yöntemi, ham maddelere kimyasal reaktifler ekleme ve daha sonra bunları bir ısıtma fırınında N2 ve Ar gibi koruyucu gazlar ekleyerek ısıtma ve aynı anda karbonize etme ve aktive etme yöntemini ifade eder. Yaygın olarak kullanılan aktivatörler genellikle NaOH, KOH ve H3P04'tür. Kimyasal aktivasyon yönteminin düşük aktivasyon sıcaklığı ve yüksek verim avantajları vardır, ancak büyük korozyon, yüzey reaktiflerini çıkarma zorluğu ve ciddi çevre kirliliği gibi sorunları da vardır.
Fiziksel aktivasyon yöntemi
Fiziksel aktivasyon yöntemi, ham maddelerin doğrudan fırında karbonize edilmesi ve daha sonra gözenekleri artırma ve gözenekleri genişletme amacına ulaşmak için yüksek sıcaklıkta verilen CO2 ve H20 gibi gazlarla reaksiyona sokulması anlamına gelir, ancak fiziksel aktivasyon yönteminin gözenek yapısı üzerinde zayıf bir kontrol edilebilirliği vardır. Bunlar arasında CO2, temiz, elde edilmesi kolay ve düşük maliyetli olduğu için aktif karbon hazırlanmasında yaygın olarak kullanılır. Hammadde olarak karbonize edilmiş hindistan cevizi kabuğunu kullanın ve CO2 ile aktive ederek gelişmiş mikro gözeneklere sahip, özgül yüzey alanı ve toplam gözenek hacmi sırasıyla 1653m2·g-1 ve 0,1045cm3·g-1 olan aktif karbon hazırlayın. Performans, çift katmanlı kapasitörler için aktif karbonun kullanım standardına ulaştı.
Süper aktif karbon hazırlamak için ayva taşını CO2 ile aktive edin, 1100℃'de 30 dakika aktivasyondan sonra, özgül yüzey alanı ve toplam gözenek hacmi sırasıyla 3500m2·g-1 ve 1,84cm3·g-1'e ulaştı. Ticari hindistan cevizi kabuğu aktif karbonunda ikincil aktivasyonu gerçekleştirmek için CO2 kullanın. Aktivasyondan sonra, bitmiş ürünün mikro gözenekleri daraldı, mikro gözenek hacmi 0,21 cm3·g-1'den 0,27 cm3·g-1'e çıktı, özgül yüzey alanı 627,22 m2·g-1'den 822,71 m2·g-1'e çıktı ve fenolün adsorpsiyon kapasitesi %23,77 oranında arttı.
Diğer bilim insanları CO2 aktivasyon sürecinin ana kontrol faktörlerini incelemiştir. Mohammad ve arkadaşları [21], CO2 kauçuk talaşını aktive etmek için kullanıldığında sıcaklığın ana etki eden faktör olduğunu bulmuştur. Bitmiş ürünün özgül yüzey alanı, gözenek hacmi ve mikro gözenekliliği önce artmış ve ardından artan sıcaklıkla azalmıştır. Cheng Song ve arkadaşları [22], makadamia fındık kabuklarının CO2 aktivasyon sürecini analiz etmek için tepki yüzey metodolojisini kullanmıştır. Sonuçlar, aktivasyon sıcaklığının ve aktivasyon süresinin aktif karbon mikro gözeneklerinin gelişimi üzerinde en büyük etkiye sahip olduğunu göstermiştir.
Gönderi zamanı: 27-Ağu-2024