Ласкаво просимо на наш веб-сайт для отримання інформації про продукцію та консультацій.
Наш вебсайт:https://www.vet-china.com/
У цій статті аналізується поточний ринок активованого вугілля, проводиться поглиблений аналіз сировини для активованого вугілля, представлені методи характеристики пористої структури, методи виробництва, фактори впливу та прогрес у застосуванні активованого вугілля, а також розглянуті результати досліджень технології оптимізації пористої структури активованого вугілля з метою просування активованого вугілля у застосуванні зелених та низьковуглецевих технологій.
Приготування активованого вугілля
Зазвичай, приготування активованого вугілля поділяється на два етапи: карбонізація та активація.
Процес карбонізації
Карбонізація – це процес нагрівання сирого вугілля при високій температурі під захистом інертного газу для розкладання його летких речовин та отримання проміжних карбонізованих продуктів. Карбонізація може досягти очікуваної мети шляхом регулювання параметрів процесу. Дослідження показали, що температура активації є ключовим параметром процесу, що впливає на властивості карбонізації. Цзе Цян та ін. вивчали вплив швидкості нагрівання при карбонізації на продуктивність активованого вугілля в муфельній печі та виявили, що нижча швидкість допомагає покращити вихід карбонізованих матеріалів та отримати високоякісні матеріали.
Процес активації
Карбонізація може призвести до формування мікрокристалічної структури сировини, подібної до графіту, та створення первинної пористої структури. Однак ці пори порушуються або блокуються та закриваються іншими речовинами, що призводить до малої питомої поверхні та потребує подальшої активації. Активація – це процес подальшого збагачення пористої структури карбонізованого продукту, який здійснюється переважно через хімічну реакцію між активатором та сировиною: це може сприяти утворенню пористої мікрокристалічної структури.
Активація в основному проходить три етапи в процесі збагачення пор матеріалу:
(1) Відкриття початково закритих пор (через пори);
(2) Розширення початкових пор (розширення пор);
(3) Утворення нових пор (пороутворення);
Ці три ефекти не здійснюються окремо, а відбуваються одночасно та синергетично. Загалом кажучи, пори та їх утворення сприяють збільшенню кількості пор, особливо мікропор, що є корисним для отримання пористих матеріалів з високою пористістю та великою питомою площею поверхні, тоді як надмірне розширення пор призведе до злиття пор та їхнього з'єднання, перетворюючи мікропори на більші пори. Тому, щоб отримати матеріали з активованим вугіллям з розвиненими порами та великою питомою площею поверхні, необхідно уникати надмірної активації. Зазвичай використовуються методи активації активованим вугіллям: хімічний, фізичний та фізико-хімічний.
Метод хімічної активації
Метод хімічної активації — це спосіб додавання хімічних реагентів до сировини, а потім нагрівання її шляхом введення захисних газів, таких як N2 та Ar, у нагрівальну піч для одночасної карбонізації та активації. Зазвичай використовуються такі активатори, як NaOH, KOH та H3PO4. Метод хімічної активації має переваги низької температури активації та високого виходу, але також має такі проблеми, як сильна корозія, труднощі з видаленням поверхневих реагентів та серйозне забруднення навколишнього середовища.
Метод фізичної активації
Метод фізичної активації полягає у карбонізації сировини безпосередньо в печі, а потім у реакції з газами, такими як CO2 та H20, що вводяться при високій температурі, для досягнення мети збільшення пор та розширення пор, але метод фізичної активації має погану контрольованість структури пор. Серед них CO2 широко використовується у виробництві активованого вугілля, оскільки він чистий, легкодоступний та низької вартості. Використовуючи карбонізовану шкаралупу кокосового горіха як сировину та активуючи її CO2, отримують активоване вугілля з розвиненими мікропорами, питомою площею поверхні та загальним об'ємом пор 1653 м2·г-1 та 0,1045 см3·г-1 відповідно. Продуктивність досягла стандарту використання активованого вугілля для двошарових конденсаторів.
Для отримання суперактивованого вугілля мушмулу активували за допомогою CO2. Після активації при 1100℃ протягом 30 хвилин питома площа поверхні та загальний об'єм пор досягли 3500 м²·г-1 та 1,84 см³·г-1 відповідно. CO2 використовували для вторинної активації комерційного активованого вугілля зі шкаралупи кокосових горіхів. Після активації мікропори готового продукту звузилися, об'єм мікропор збільшився з 0,21 см³·г-1 до 0,27 см³·г-1, питома площа поверхні збільшилася з 627,22 м²·г-1 до 822,71 м²·г-1, а адсорбційна здатність фенолу збільшилася на 23,77%.
Інші вчені вивчали основні фактори контролю процесу активації CO2. Мохаммад та ін. [21] виявили, що температура є основним фактором впливу, коли CO2 використовується для активації гумової тирси. Питома площа поверхні, об'єм пор та мікропористість готового продукту спочатку збільшувалися, а потім зменшувалися зі збільшенням температури. Ченг Сонг та ін. [22] використовували методологію поверхні відгуку для аналізу процесу активації CO2 шкаралупи горіхів макадамії. Результати показали, що температура активації та час активації мають найбільший вплив на розвиток мікропор активованого вугілля.
Час публікації: 27 серпня 2024 р.