Chào mừng bạn đến với trang web của chúng tôi để biết thông tin sản phẩm và tư vấn.
Trang web của chúng tôi:https://www.vet-china.com/
Bài báo này phân tích thị trường than hoạt tính hiện nay, tiến hành phân tích sâu về nguyên liệu thô của than hoạt tính, giới thiệu các phương pháp đặc trưng cấu trúc lỗ rỗng, phương pháp sản xuất, các yếu tố ảnh hưởng và tiến độ ứng dụng của than hoạt tính, đồng thời đánh giá kết quả nghiên cứu về công nghệ tối ưu hóa cấu trúc lỗ rỗng của than hoạt tính, nhằm thúc đẩy than hoạt tính đóng vai trò lớn hơn trong việc ứng dụng các công nghệ xanh và ít carbon.
Chuẩn bị than hoạt tính
Nói chung, quá trình chế tạo than hoạt tính được chia thành hai giai đoạn: cacbon hóa và hoạt hóa
Quá trình cacbon hóa
Carbon hóa là quá trình nung nóng than thô ở nhiệt độ cao dưới sự bảo vệ của khí trơ để phân hủy vật chất dễ bay hơi và thu được các sản phẩm carbon hóa trung gian. Carbon hóa có thể đạt được mục tiêu mong đợi bằng cách điều chỉnh các thông số quy trình. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng nhiệt độ hoạt hóa là một thông số quy trình chính ảnh hưởng đến các đặc tính carbon hóa. Jie Qiang và cộng sự đã nghiên cứu tác động của tốc độ nung carbon hóa đến hiệu suất của than hoạt tính trong lò nung và phát hiện ra rằng tốc độ thấp hơn giúp cải thiện năng suất vật liệu carbon hóa và sản xuất ra vật liệu chất lượng cao.
Quá trình kích hoạt
Quá trình cacbon hóa có thể khiến nguyên liệu thô hình thành cấu trúc vi tinh thể giống như than chì và tạo ra cấu trúc lỗ rỗng chính. Tuy nhiên, các lỗ rỗng này bị rối loạn hoặc bị chặn và đóng lại bởi các chất khác, dẫn đến diện tích bề mặt riêng nhỏ và cần phải hoạt hóa thêm. Hoạt hóa là quá trình làm giàu thêm cấu trúc lỗ rỗng của sản phẩm cacbon hóa, chủ yếu được thực hiện thông qua phản ứng hóa học giữa chất hoạt hóa và nguyên liệu thô: nó có thể thúc đẩy sự hình thành cấu trúc vi tinh thể xốp.
Quá trình hoạt hóa chủ yếu trải qua ba giai đoạn trong quá trình làm giàu các lỗ chân lông của vật liệu:
(1) Mở các lỗ chân lông đóng ban đầu (thông qua các lỗ chân lông);
(2) Mở rộng lỗ chân lông ban đầu (phình to lỗ chân lông);
(3) Hình thành lỗ chân lông mới (pore creation);
Ba hiệu ứng này không diễn ra riêng lẻ mà diễn ra đồng thời và có tác dụng hiệp đồng. Nhìn chung, thông qua lỗ rỗng và việc tạo lỗ rỗng có lợi cho việc tăng số lượng lỗ rỗng, đặc biệt là các lỗ rỗng siêu nhỏ, có lợi cho việc chế tạo vật liệu xốp có độ xốp cao và diện tích bề mặt riêng lớn, trong khi việc giãn nở lỗ rỗng quá mức sẽ khiến các lỗ rỗng hợp nhất và kết nối với nhau, chuyển đổi các lỗ rỗng siêu nhỏ thành các lỗ rỗng lớn hơn. Do đó, để thu được vật liệu than hoạt tính có lỗ rỗng phát triển và diện tích bề mặt riêng lớn, cần tránh hoạt hóa quá mức. Các phương pháp hoạt hóa than hoạt tính thường được sử dụng bao gồm phương pháp hóa học, phương pháp vật lý và phương pháp lý hóa.
Phương pháp hoạt hóa hóa học
Phương pháp hoạt hóa hóa học là phương pháp thêm thuốc thử hóa học vào nguyên liệu thô, sau đó nung nóng chúng bằng cách đưa các khí bảo vệ như N2 và Ar vào lò nung để cacbon hóa và hoạt hóa chúng cùng một lúc. Các chất hoạt hóa thường được sử dụng là NaOH, KOH và H3P04. Phương pháp hoạt hóa hóa học có ưu điểm là nhiệt độ hoạt hóa thấp và năng suất cao, nhưng cũng có những vấn đề như ăn mòn lớn, khó loại bỏ thuốc thử bề mặt và ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
Phương pháp kích hoạt vật lý
Phương pháp hoạt hóa vật lý là phương pháp cacbon hóa nguyên liệu thô trực tiếp trong lò, sau đó phản ứng với các loại khí như CO2 và H20 được đưa vào ở nhiệt độ cao để đạt được mục đích tăng lỗ chân lông và mở rộng lỗ chân lông, nhưng phương pháp hoạt hóa vật lý có khả năng kiểm soát kém đối với cấu trúc lỗ chân lông. Trong số đó, CO2 được sử dụng rộng rãi trong quá trình chế tạo than hoạt tính vì nó sạch, dễ kiếm và chi phí thấp. Sử dụng vỏ dừa đã cacbon hóa làm nguyên liệu thô và hoạt hóa nó bằng CO2 để chế tạo than hoạt tính có các lỗ chân lông siêu nhỏ đã phát triển, với diện tích bề mặt riêng và tổng thể tích lỗ chân lông lần lượt là 1653m2·g-1 và 0,1045cm3·g-1. Hiệu suất đạt tiêu chuẩn sử dụng than hoạt tính cho tụ điện hai lớp.
Hoạt hóa đá loquat bằng CO2 để chế tạo than hoạt tính siêu cấp, sau khi hoạt hóa ở 1100℃ trong 30 phút, diện tích bề mặt riêng và tổng thể tích lỗ rỗng lần lượt đạt tới 3500m2·g-1 và 1,84cm3·g-1. Sử dụng CO2 để thực hiện hoạt hóa thứ cấp trên than hoạt tính gáo dừa thương mại. Sau khi hoạt hóa, các lỗ rỗng siêu nhỏ của sản phẩm hoàn thiện được thu hẹp, thể tích lỗ rỗng siêu nhỏ tăng từ 0,21 cm3·g-1 lên 0,27 cm3·g-1, diện tích bề mặt riêng tăng từ 627,22 m2·g-1 lên 822,71 m2·g-1 và khả năng hấp phụ phenol tăng 23,77%.
Các học giả khác đã nghiên cứu các yếu tố kiểm soát chính của quá trình hoạt hóa CO2. Mohammad et al. [21] phát hiện ra rằng nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng chính khi CO2 được sử dụng để hoạt hóa mùn cưa cao su. Diện tích bề mặt riêng, thể tích lỗ rỗng và độ xốp siêu nhỏ của sản phẩm hoàn thiện đầu tiên tăng lên rồi giảm xuống khi nhiệt độ tăng. Cheng Song et al. [22] đã sử dụng phương pháp bề mặt phản ứng để phân tích quá trình hoạt hóa CO2 của vỏ hạt mắc ca. Kết quả cho thấy nhiệt độ hoạt hóa và thời gian hoạt hóa có ảnh hưởng lớn nhất đến sự phát triển của các lỗ rỗng siêu nhỏ của than hoạt tính.
Thời gian đăng: 27-08-2024