Ṣíṣe àtúnṣe ìṣètò ihò erogba oníhò -Ⅱ

Ẹ káàbọ̀ sí ojú-òpó wẹ́ẹ̀bù wa fún ìwífún nípa ọjà àti ìgbìmọ̀.

Oju opo wẹẹbu wa:https://www.vet-china.com/

 

Ọ̀nà ìṣiṣẹ́ ti ara àti ti kẹ́míkà

Ọ̀nà ìṣiṣẹ́ ara àti ti kẹ́míkà tọ́ka sí ọ̀nà tí a fi ń mú àwọn ohun èlò oníhò nípa sísopọ̀ àwọn ọ̀nà ìṣiṣẹ́ ara méjì tí a mẹ́nu kàn lókè yìí pọ̀. Ní gbogbogbòò, a máa ń kọ́kọ́ ṣe ìṣiṣẹ́ ara, lẹ́yìn náà a máa ń ṣe ìṣiṣẹ́ ara. Ní àkọ́kọ́, fi cellulose sínú omi H3PO4 68% ~ 85% ní 85℃ fún wákàtí 2, lẹ́yìn náà a máa ń fi carbon sínú iná mànàmáná fún wákàtí 4, lẹ́yìn náà a máa ń fi CO2 ṣiṣẹ́. Apá pàtó ti erogba tí a mú ṣiṣẹ́ tí a rí ga tó 3700m2·g-1. Gbìyànjú láti lo okun sisal gẹ́gẹ́ bí ohun èlò aise, kí o sì mu okun erogba tí a mú ṣiṣẹ́ (ACF) tí a rí nípasẹ̀ ìṣiṣẹ́ H3PO4 ṣiṣẹ́ lẹ́ẹ̀kan, kí o mú un gbóná sí 830℃ lábẹ́ ààbò N2, lẹ́yìn náà a máa lo omi gẹ́gẹ́ bí ohun èlò ìṣiṣẹ́ ara fún ìṣiṣẹ́ ara kejì. Apá pàtó ti ACF tí a rí lẹ́yìn ìṣiṣẹ́ ara 60 ìṣẹ́jú ni a ti mú sunwọ̀n sí i gidigidi.

 

Ìṣàpẹẹrẹ iṣẹ́ ìṣètò ihò ti a ti mu ṣiṣẹ́erogba

 
Àwọn ọ̀nà ìṣesí erogba tí a sábà máa ń lò àti àwọn ìtọ́sọ́nà ìlò ni a fihàn nínú Táblì 2. Àwọn ànímọ́ ìṣètò ihò inú ohun èlò náà ni a lè dán wò láti apá méjì: ìṣàyẹ̀wò dátà àti ìṣàyẹ̀wò àwòrán.

 

Ìlọsíwájú ìwádìí ti ìmọ̀-ẹ̀rọ ìṣàtúnṣe ètò ihò ti erogba tí a mú ṣiṣẹ́

Bó tilẹ̀ jẹ́ pé erogba tí a ti mu ṣiṣẹ́ ní àwọn ihò tó pọ̀ àti agbègbè ojú ilẹ̀ tó tóbi, ó ní iṣẹ́ tó dára gan-an ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ pápá. Síbẹ̀síbẹ̀, nítorí yíyàn ohun èlò aise tó gbòòrò àti ipò ìpèsè tó díjú, àwọn ọjà tí a ti parí sábà máa ń ní àwọn àléébù ti ìṣètò ihò onírúkèrúdò, agbègbè ojú ilẹ̀ tó yàtọ̀ síra, ìpínkiri ìwọ̀n ihò, àti àwọn ohun ìní kẹ́míkà ojú ilẹ̀ tó ní ààlà. Nítorí náà, àwọn àléébù wà bíi ìwọ̀n tó pọ̀ àti ìyípadà tó kéré nínú ìlànà ìlò, èyí tí kò lè bá àwọn ohun tí ọjà béèrè mu. Nítorí náà, ó ṣe pàtàkì láti mú kí ìṣètò náà dára síi àti láti ṣe àtúnṣe rẹ̀ kí ó sì mú kí iṣẹ́ lílò rẹ̀ sunwọ̀n síi. Àwọn ọ̀nà tí a sábà máa ń lò fún ṣíṣe àtúnṣe àti ṣíṣàkóso ìṣètò ihò náà ní ìlànà kẹ́míkà, ìdàpọ̀ polymer, àti ìṣètò ṣíṣiṣẹ́ catalytic.

 

Ìmọ̀-ẹ̀rọ ìṣàkóso kẹ́míkà

Ìmọ̀ ẹ̀rọ ìṣàkóso kẹ́míkà tọ́ka sí ìlànà ìṣiṣẹ́ kejì (àtúnṣe) àwọn ohun èlò oníhò tí a rí lẹ́yìn ìṣiṣẹ́ pẹ̀lú àwọn ohun èlò kẹ́míkà, pípa àwọn ihò àtilẹ̀wá run, fífẹ̀ àwọn ihò kémíkà, tàbí ṣíṣẹ̀dá àwọn ihò kémíkà tuntun láti mú kí agbègbè ojú pàtó àti ìṣètò ihò ohun èlò náà pọ̀ sí i. Ní gbogbogbòò, ọjà tí a parí láti ìṣiṣẹ́ kan ṣoṣo ni a sábà máa ń rì sínú omi kẹ́míkà ní ìgbà 0.5 ~ 4 láti ṣe àtúnṣe ìṣètò ihò kí ó sì mú agbègbè ojú pàtó náà pọ̀ sí i. Gbogbo irú omi kẹ́míkà àti alkali ni a lè lò gẹ́gẹ́ bí ohun èlò fún ìṣiṣẹ́ kejì.

 

Imọ-ẹrọ iyipada ifoyina dada acid

Àtúnṣe ìfàsẹ́yìn lórí ilẹ̀ acid jẹ́ ọ̀nà ìlànà tí a sábà máa ń lò. Ní ìwọ̀n otútù tó yẹ, àwọn oxidants acid lè mú kí àwọn ihò inú erogba tí a ti ṣiṣẹ́ pọ̀ sí i, kí wọ́n mú kí ìwọ̀n ihò rẹ̀ sunwọ̀n sí i, kí wọ́n sì fa àwọn ihò dídì. Lọ́wọ́lọ́wọ́, ìwádìí láti ilé àti láti òkèèrè dá lórí àtúnṣe àwọn acid inorganic. HN03 jẹ́ oxidant tí a sábà máa ń lò, ọ̀pọ̀ àwọn ọ̀mọ̀wé sì máa ń lo HN03 láti yí erogba tí a ti ṣiṣẹ́ padà. Tong Li àti àwọn ẹlòmíràn [28] rí i pé HN03 lè mú kí àwọn ẹgbẹ́ iṣẹ́ tí ó ní oxygen àti nitrogen nínú pọ̀ sí i lórí ilẹ̀ erogba tí a ti ṣiṣẹ́ pọ̀ sí i, kí ó sì mú kí ipa fífa mercury pọ̀ sí i.

Lẹ́yìn àtúnṣe erogba tí a ti mú ṣiṣẹ́ pẹ̀lú HN03, lẹ́yìn àtúnṣe, agbègbè pàtó ti erogba tí a ti mú ṣiṣẹ́ dínkù láti 652m2·g-1 sí 241m2·g-1, ìwọ̀n ihò àárín pọ̀ sí i láti 1.27nm sí 1.641nm, agbára ìfàmọ́ra ti benzophenone nínú epo petirolu tí a ti mú ṣiṣẹ́ pọ̀ sí i ní 33.7%. Àtúnṣe erogba tí a ti mú ṣiṣẹ́ pẹ̀lú ìṣọ̀kan iwọn didun 10% àti 70% ti HN03, lẹ́sẹẹsẹ. Àwọn àbájáde fihàn pé agbègbè pàtó ti erogba tí a ti mú ṣiṣẹ́ pẹ̀lú 10% HN03 pọ̀ sí i láti 925.45m2·g-1 sí 960.52m2·g-1; lẹ́yìn àtúnṣe pẹ̀lú 70% HN03, agbègbè pàtó náà dínkù sí 935.89m2·g-1. Ìwọ̀n yíyọ Cu2+ kúrò nípasẹ̀ erogba tí a ti mú ṣiṣẹ́ pẹ̀lú ìṣọ̀kan HN03 méjì wà ju 70% àti 90% lọ, lẹ́sẹẹsẹ.

Fún erogba tí a ti mu ṣiṣẹ́ tí a lò ní pápá ìfàmọ́ra, ipa ìfàmọ́ra náà kò sinmi lórí ìṣètò ihò nìkan ṣùgbọ́n ó tún sinmi lórí àwọn ànímọ́ kẹ́míkà ojú ilẹ̀ ti olùfàmọ́ra náà. Ìṣètò ihò náà ń pinnu agbègbè ojú ilẹ̀ pàtó àti agbára ìfàmọ́ra ti erogba tí a ti mu ṣiṣẹ́, nígbà tí àwọn ànímọ́ kẹ́míkà ojú ilẹ̀ ń nípa lórí ìbáṣepọ̀ láàárín erogba tí a ti mu ṣiṣẹ́ àti adsorbate. Níkẹyìn, a rí i pé ìyípadà acid ti erogba tí a ti mu ṣiṣẹ́ kò lè ṣàtúnṣe ìṣètò ihò inú erogba tí a ti mu ṣiṣẹ́ nìkan kí ó sì pa àwọn ihò dídì mọ́, ṣùgbọ́n ó tún ń mú kí akoonu àwọn ẹgbẹ́ ekikan pọ̀ sí i lórí ojú ohun èlò náà kí ó sì mú kí polarity àti hydrophilicity ojú ilẹ̀ náà pọ̀ sí i. Agbára ìfàmọ́ra ti EDTA nípasẹ̀ erogba tí a ti mu ṣiṣẹ́ tí HCI ṣe àtúnṣe pọ̀ sí i ní 49.5% ní ìfiwéra pẹ̀lú èyí tí ó ṣáájú ìyípadà, èyí tí ó dára ju ti ìyípadà HNO3 lọ.

Àtúnṣe erogba oníṣòwò pẹ̀lú HNO3 àti H2O2 lẹ́sẹẹsẹ! Àwọn agbègbè ojú ilẹ̀ pàtó lẹ́yìn àtúnṣe jẹ́ 91.3% àti 80.8% ti àwọn tí a ṣe ṣáájú àtúnṣe, lẹ́sẹẹsẹ. Àwọn ẹgbẹ́ iṣẹ́ tuntun tí ó ní atẹ́gùn bíi carboxyl, carbonyl àti phenol ni a fi kún ojú ilẹ̀ náà. Agbára ìfàmọ́ra ti nitrobenzene nípasẹ̀ àtúnṣe HNO3 ni ó dára jùlọ, èyí tí ó jẹ́ ìlọ́po mẹ́ta 3.3 ju ti àtúnṣe lọ. A rí i pé ìbísí nínú akoonu àwọn ẹgbẹ́ iṣẹ́ tí ó ní atẹ́gùn nínú erogba tí a ṣiṣẹ́ lẹ́yìn àtúnṣe acid yọrí sí ìbísí nínú iye àwọn ojú ilẹ̀ tí ń ṣiṣẹ́, èyí tí ó ní ipa tààrà lórí mímú agbára ìfàmọ́ra ti adsorbate tí a fojúsùn sunwọ̀n síi.

Ní ìfiwéra pẹ̀lú àwọn ásíìdì aláìsí-àti ...

Àtúnṣe oxalic acid àti tartaric acid ṣe àǹfààní fún fífọ methanol, nígbàtí citric acid ní ipa ìdènà. Síbẹ̀síbẹ̀, J.Paul Chen àti àwọn ẹlòmíràn [35] rí i pé carbon tí a ti mú ṣiṣẹ́ tí a fi citric acid ṣe lè mú kí fífọ àwọn ion bàbà pọ̀ sí i. Lin Tang àti àwọn ẹlòmíràn [36] carbon tí a ti mú ṣiṣẹ́ tí a ti mú ṣiṣẹ́ tí a ti mú padà pẹ̀lú formic acid, oxalic acid àti aminosulfonic acid. Lẹ́yìn àtúnṣe, a dín agbègbè ojú pàtó àti ìwọ̀n ihò kù. Àwọn ẹgbẹ́ iṣẹ́ tí ó ní atẹ́gùn bíi 0-HC-0, C-0 àti S=0 ni a ṣẹ̀dá lórí ojú ọjà tí a ti parí, àwọn ikanni tí a ti gé tí kò dọ́gba àti àwọn kirisita funfun sì farahàn. Agbára fífọ ìwọ̀n ìwọ́ntúnwọ̀nsì ti acetone àti isopropanol tún pọ̀ sí i ní pàtàkì.

 

Imọ-ẹrọ iyipada ojutu alkaline

Àwọn ọ̀mọ̀wé kan tún lo omi alkaline láti ṣe ìṣiṣẹ́ kejì lórí erogba tí a ti mú ṣiṣẹ́. Fi erogba tí a ti mú ṣiṣẹ́ tí a fi edu ṣe sínú ilé pẹ̀lú omi Na0H ti onírúurú ìfọ́pọ̀ láti ṣàkóso ìpọ́pọ̀ ihò náà. Àwọn àbájáde náà fihàn pé ìwọ̀n alkali tí ó kéré síi ló ń mú kí ihò náà pọ̀ sí i àti fífẹ̀ sí i. A ṣe àṣeyọrí tí ó dára jùlọ nígbà tí ìwọ̀n ibi náà jẹ́ 20%. Erogba tí a ti mú ṣiṣẹ́ ní agbègbè pàtó kan tí ó ga jùlọ (681m2·g-1) àti ìwọ̀n ihò (0.5916cm3·g-1). Nígbà tí ìwọ̀n ibi Na0H bá ju 20% lọ, ìpọ́pọ̀ ihò ti erogba tí a ti mú ṣiṣẹ́ yóò parẹ́, àwọn pàrámítà ìpọ́pọ̀ ihò náà yóò sì bẹ̀rẹ̀ sí í dínkù. Èyí jẹ́ nítorí pé ìwọ̀n gíga ti omi Na0H yóò ba egungun erogba jẹ́, ọ̀pọ̀lọpọ̀ ihò yóò sì wó lulẹ̀.

Ngbaradi erogba ti a mu ṣiṣẹ ti o ga julọ nipasẹ idapọpọ polima. Awọn ohun ti o ṣaju ni resin furfural ati alcohol furfuryl, ati ethylene glycol ni oluranlowo ti o ṣẹda pore. A ṣakoso eto pore naa nipa ṣiṣatunṣe akoonu awọn polima mẹta naa, ati pe a gba ohun elo iho ti o ni iwọn pore laarin 0.008 ati 5 μm. Awọn ọjọgbọn kan ti fihan pe fiimu polyurethane-imide (PUI) le jẹ carbonized lati gba fiimu erogba, ati pe eto pore le ṣee ṣakoso nipa yiyipada eto molikula ti polyurethane (PU) prepolymer [41]. Nigbati a ba gbona PUI si 200°C, a yoo ṣẹda PU ati polyimide (PI). Nigbati iwọn otutu itọju ooru ba ga si 400°C, pyrolysis PU n ṣe gaasi, ti o yorisi dida eto pore kan lori fiimu PI. Lẹhin carbonization, a gba fiimu erogba kan. Ni afikun, ọna idapọ polima tun le mu diẹ ninu awọn ohun-ini ti ara ati ẹrọ ti ohun elo naa dara si iwọn kan.

 

Ìmọ̀ ẹ̀rọ ìṣàkóso ìṣiṣẹ́ catalytic

Ìmọ̀ ẹ̀rọ ìṣàkóso ìṣiṣẹ́ catalytic jẹ́ àpapọ̀ ọ̀nà ìṣiṣẹ́ kẹ́míkà àti ọ̀nà ìṣiṣẹ́ gaasi tí ó ga. Ní gbogbogbòò, a máa ń fi àwọn ohun èlò kẹ́míkà kún àwọn ohun èlò aise gẹ́gẹ́ bí àwọn ohun èlò ìṣiṣẹ́, a sì máa ń lo àwọn ohun èlò ìṣiṣẹ́ láti ran ìlànà carbonization tàbí ìṣiṣẹ́ lọ́wọ́ láti gba àwọn ohun èlò carbon tí ó ní ihò. Ní gbogbogbòò, àwọn irin sábà máa ń ní àwọn ipa catalytic, ṣùgbọ́n àwọn ipa catalytic yàtọ̀ síra.

Ní tòótọ́, kò sí ààlà tó hàn gbangba láàárín ìlànà ìṣiṣẹ́ kẹ́míkà àti ìlànà ìṣiṣẹ́ kálítíkì ti àwọn ohun èlò oníhò. Èyí jẹ́ nítorí pé ọ̀nà méjèèjì ń fi àwọn ohun èlò kún nígbà tí a bá ń ṣe carbonization àti ìṣiṣẹ́. Ipa pàtó ti àwọn ohun èlò wọ̀nyí ló ń pinnu bóyá ọ̀nà náà jẹ́ ti ẹ̀ka ìṣiṣẹ́ kálítíkì.

Ìṣètò ohun èlò erogba oníhò ara rẹ̀, àwọn ànímọ́ ti ara àti kẹ́míkà ti catalyst, àwọn ipò ìṣe catalyst àti ọ̀nà gbígbé catalyst le ní àwọn ìwọ̀n ipa tó yàtọ̀ síra lórí ipa ìlànà. Nípa lílo edu bituminous gẹ́gẹ́ bí ohun èlò aise, Mn(N03)2 àti Cu(N03)2 gẹ́gẹ́ bí catalyst le pèsè àwọn ohun èlò oníhò tí ó ní irin oxides. Iye tó yẹ ti àwọn oxides irin le mu porosity àti iwọn ihò pọ̀ sí i, ṣùgbọ́n àwọn ipa catalytic ti àwọn irin tó yàtọ̀ díẹ̀. Cu(N03)2 le ṣe igbelaruge idagbasoke awọn ihò ní ìwọ̀n 1.5~2.0nm. Ní àfikún, àwọn oxides irin àti iyọ̀ inorganic tí ó wà nínú eeru ohun èlò aise yóò tún kó ipa catalytic nínú ilana ìṣe. Xie Qiang et al. [42] gbàgbọ́ pé ìṣe catalytic ti àwọn èròjà bíi calcium àti iron nínú ohun èlò inorganic le ṣe igbelaruge idagbasoke awọn ihò. Nígbà tí akoonu àwọn èròjà méjì wọ̀nyí bá ga jù, ìpín àwọn ihò àárín àti ńlá nínú ọjà náà pọ̀ sí i ní pàtàkì.

 

Ìparí

Bó tilẹ̀ jẹ́ pé erogba tí a ti mu ṣiṣẹ́, gẹ́gẹ́ bí ohun èlò erogba oníhò aláwọ̀ ewé tí a ń lò jùlọ, ti kó ipa pàtàkì nínú iṣẹ́ àti ìgbésí ayé, ó ṣì ní agbára ńlá fún ìdàgbàsókè ohun èlò aise, ìdínkù owó, ìdàgbàsókè dídára, ìdàgbàsókè agbára, ìdàgbàsókè ìgbésí ayé àti ìdàgbàsókè agbára. Wíwá àwọn ohun èlò erogba tí a ti mu ṣiṣẹ́ tí ó dára jùlọ àti tí ó rọrùn, ṣíṣe àgbékalẹ̀ ìmọ̀-ẹ̀rọ ìṣelọ́pọ́ erogba tí a ti mu ṣiṣẹ́ tí ó mọ́ tónítóní tí ó sì munadoko, àti ṣíṣe àtúnṣe àti ṣíṣàkóso ìṣètò ihò erogba tí a ti mu ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí àwọn pápá ìlò ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀ yóò jẹ́ ìtọ́sọ́nà pàtàkì fún mímú dídára àwọn ọjà erogba tí a ti mu ṣiṣẹ́ àti gbígbé ìdàgbàsókè dídára gíga ti ilé-iṣẹ́ erogba tí a ti mu ṣiṣẹ́.