Chào mừng bạn đến với trang web của chúng tôi để tìm hiểu thông tin sản phẩm và được 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 chuyên sâu về nguyên liệu than hoạt tính, giới thiệu các phương pháp đặc trưng cấu trúc lỗ xốp, phương pháp sản xuất, các yếu tố ảnh hưởng và tiến trình ứng dụng của than hoạt tính, đồng thời xem xét các kết quả nghiên cứu về công nghệ tối ưu hóa cấu trúc lỗ xốp của than hoạt tính, nhằm mục đích thúc đẩy than hoạt tính đóng vai trò lớn hơn trong ứng dụng các công nghệ xanh và ít carbon.
Chuẩn bị than hoạt tính
Nhìn chung, quá trình điều chế than hoạt tính được chia thành hai giai đoạn: cacbon hóa và hoạt hóa.
Quá trình cacbon hóa
Quá trình cacbon hóa là quá trình nung than thô ở nhiệt độ cao dưới sự bảo vệ của khí trơ để phân hủy các chất dễ bay hơi và thu được các sản phẩm cacbon hóa trung gian. Quá trình cacbon hóa có thể đạt được mục tiêu mong muốn 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 quan trọng ảnh hưởng đến các đặc tính của quá trình cacbon hóa. Jie Qiang và cộng sự đã nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ nung cacbon hóa đến hiệu suất của than hoạt tính trong lò nung và nhận thấy rằng tốc độ thấp hơn giúp cải thiện hiệu suất vật liệu cacbon hóa và tạo ra vật liệu chất lượng cao.
Quá trình kích hoạt
Quá trình cacbon hóa có thể làm cho nguyên liệu thô hình thành cấu trúc vi tinh thể tương tự như than chì và tạo ra cấu trúc lỗ xốp sơ cấp. Tuy nhiên, các lỗ xốp này bị xáo trộn hoặc bị tắc nghẽn bởi các chất khác, dẫn đến diện tích bề mặt riêng nhỏ và cần phải được hoạt hóa thêm. Hoạt hóa là quá trình làm giàu thêm cấu trúc lỗ xốp của sản phẩm đã được 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 việc làm giàu các lỗ rỗng của vật liệu:
(1) Mở các lỗ chân lông bị đóng ban đầu (lỗ chân lông);
(2) Mở rộng các lỗ ban đầu (mở rộng lỗ);
(3) Hình thành lỗ mới (tạo lỗ);
Ba hiệu ứng này không diễn ra riêng lẻ mà xảy ra đồng thời và cộng hưởng với nhau. Nói chung, việc tạo lỗ xốp giúp tăng số lượng lỗ xốp, đặc biệt là lỗ xốp 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 xốp quá mức sẽ khiến các lỗ xốp hợp nhất và kết nối với nhau, chuyển đổi lỗ xốp siêu nhỏ thành lỗ xốp lớn hơn. Do đó, để thu được vật liệu than hoạt tính có cấu trúc lỗ xốp 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 hóa lý.
Phương pháp kích hoạt hóa học
Phương pháp hoạt hóa hóa học đề cập đến phương pháp thêm các chất phản ứng 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 H3PO4. Phương pháp hoạt hóa hóa học có ưu điểm là nhiệt độ hoạt hóa thấp và hiệu suất cao, nhưng cũng có những vấn đề như ăn mòn mạnh, khó loại bỏ chất phản ứng trên bề mặt và gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
Phương pháp kích hoạt vật lý
Phương pháp hoạt hóa vật lý đề cập đến việc cacbon hóa trực tiếp nguyên liệu thô trong lò nung, sau đó phản ứng với các khí như CO2 và H2O được đưa vào ở nhiệt độ cao để đạt được mục đích tăng và mở rộng lỗ xốp, nhưng phương pháp hoạt hóa vật lý có khả năng kiểm soát cấu trúc lỗ xốp kém. Trong đó, CO2 được sử dụng rộng rãi trong việc điều chế than hoạt tính vì nó sạch, dễ kiếm và chi phí thấp. Sử dụng vỏ dừa đã được cacbon hóa làm nguyên liệu thô và hoạt hóa bằng CO2 để điều chế than hoạt tính có cấu trúc vi xốp phát triển, với diện tích bề mặt riêng và tổng thể tích lỗ xốp lần lượt là 1653 m2·g-1 và 0,1045 cm3·g-1. Hiệu suất đạt tiêu chuẩn sử dụng than hoạt tính cho tụ điện hai lớp.
Sử dụng CO2 để hoạt hóa hạt cây tỳ bà nhằm điều chế than hoạt tính siêu hoạt tính. Sau khi hoạt hóa ở 1100℃ trong 30 phút, diện tích bề mặt riêng và tổng thể tích lỗ xốp đạt tới 3500m2·g-1 và 1,84cm3·g-1 tương ứng. Sử dụng CO2 để thực hiện hoạt hóa thứ cấp trên than hoạt tính vỏ dừa thương mại. Sau khi hoạt hóa, các lỗ xốp siêu nhỏ của sản phẩm cuối cùng bị thu hẹp, thể tích lỗ xốp 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] nhận thấy rằng nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng chính khi sử dụng CO2 để hoạt hóa mùn cưa cao su. Diện tích bề mặt riêng, thể tích lỗ rỗng và độ xốp vi mô của sản phẩm hoàn thiện ban đầu tăng lên rồi giảm xuống khi nhiệt độ tăng. Cheng Song et al. [22] đã sử dụng phương pháp bề mặt đáp 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 xốp vi mô của than hoạt tính.
Thời gian đăng bài: 27/08/2024