ছিদ্রযুক্ত কার্বন ছিদ্র কাঠামোর অপ্টিমাইজেশন -Ⅱ

পণ্যের তথ্য এবং পরামর্শের জন্য আমাদের ওয়েবসাইটে স্বাগতম।

আমাদের ওয়েবসাইট:https://www.vet-china.com/

 

শারীরিক এবং রাসায়নিক সক্রিয়করণ পদ্ধতি

ভৌত এবং রাসায়নিক সক্রিয়করণ পদ্ধতি বলতে উপরের দুটি সক্রিয়করণ পদ্ধতিকে একত্রিত করে ছিদ্রযুক্ত পদার্থ প্রস্তুত করার পদ্ধতিকে বোঝায়। সাধারণত, রাসায়নিক সক্রিয়করণ প্রথমে সঞ্চালিত হয়, এবং তারপর শারীরিক সক্রিয়করণ সঞ্চালিত হয়। প্রথমে সেলুলোজকে 68%~85% H3PO4 দ্রবণে 85℃ তাপমাত্রায় 2 ঘন্টার জন্য ভিজিয়ে রাখুন, তারপর এটিকে 4 ঘন্টার জন্য একটি মাফল ফার্নেসে কার্বনাইজ করুন এবং তারপরে এটি CO2 দিয়ে সক্রিয় করুন। প্রাপ্ত সক্রিয় কার্বনের নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল ছিল 3700m2·g-1 এর মতো। সিসাল ফাইবারকে কাঁচামাল হিসাবে ব্যবহার করার চেষ্টা করুন, এবং একবার H3PO4 অ্যাক্টিভেশনের মাধ্যমে প্রাপ্ত অ্যাক্টিভেটেড কার্বন ফাইবার (ACF) সক্রিয় করুন, N2 সুরক্ষার অধীনে এটিকে 830℃ এ উত্তপ্ত করুন, এবং তারপরে সেকেন্ডারি অ্যাক্টিভেশনের জন্য অ্যাক্টিভেটর হিসাবে জলীয় বাষ্প ব্যবহার করুন৷ অ্যাক্টিভেশনের 60 মিনিট পরে প্রাপ্ত ACF এর নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রটি উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়েছে।

 

সক্রিয় এর ছিদ্র গঠন কর্মক্ষমতা বৈশিষ্ট্যকার্বন

 
সাধারণত ব্যবহৃত অ্যাক্টিভেটেড কার্বন পারফরম্যান্স ক্যারেক্টারাইজেশন পদ্ধতি এবং প্রয়োগের দিকনির্দেশগুলি সারণি 2-এ দেখানো হয়েছে। উপাদানের ছিদ্র গঠন বৈশিষ্ট্য দুটি দিক থেকে পরীক্ষা করা যেতে পারে: ডেটা বিশ্লেষণ এবং চিত্র বিশ্লেষণ।

 

সক্রিয় কার্বনের ছিদ্র কাঠামো অপ্টিমাইজেশান প্রযুক্তির গবেষণা অগ্রগতি

যদিও অ্যাক্টিভেটেড কার্বনে সমৃদ্ধ ছিদ্র এবং বিশাল নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্র রয়েছে, তবে এটি অনেক ক্ষেত্রে চমৎকার কার্যকারিতা রয়েছে। যাইহোক, এর ব্যাপক কাঁচামাল নির্বাচনযোগ্যতা এবং জটিল প্রস্তুতির অবস্থার কারণে, সমাপ্ত পণ্যগুলিতে সাধারণত বিশৃঙ্খল ছিদ্র কাঠামো, বিভিন্ন নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল, বিকৃত ছিদ্রের আকার বিতরণ এবং সীমিত পৃষ্ঠের রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলির অসুবিধা রয়েছে। অতএব, অ্যাপ্লিকেশন প্রক্রিয়ায় বড় ডোজ এবং সংকীর্ণ অভিযোজনযোগ্যতার মতো অসুবিধা রয়েছে, যা বাজারের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে না। অতএব, কাঠামোটি অপ্টিমাইজ করা এবং নিয়ন্ত্রণ করা এবং এর ব্যাপক ব্যবহার কার্যকারিতা উন্নত করা অত্যন্ত বাস্তব তাত্পর্যপূর্ণ। ছিদ্র গঠন অপ্টিমাইজ এবং নিয়ন্ত্রণের জন্য সাধারণভাবে ব্যবহৃত পদ্ধতিগুলির মধ্যে রয়েছে রাসায়নিক নিয়ন্ত্রণ, পলিমার মিশ্রণ এবং অনুঘটক সক্রিয়করণ নিয়ন্ত্রণ।

 

রাসায়নিক নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তি

রাসায়নিক নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তি বলতে রাসায়নিক বিকারকগুলির সাথে সক্রিয়করণের পরে প্রাপ্ত ছিদ্রযুক্ত পদার্থের সেকেন্ডারি অ্যাক্টিভেশন (পরিবর্তন) প্রক্রিয়াকে বোঝায়, মূল ছিদ্রগুলি ক্ষয় করা, মাইক্রোপোরগুলিকে প্রসারিত করা, বা উপাদানের নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল এবং ছিদ্র গঠন বৃদ্ধির জন্য আরও নতুন মাইক্রোপোর তৈরি করা। সাধারণভাবে বলতে গেলে, একটি অ্যাক্টিভেশনের সমাপ্ত পণ্যটিকে সাধারণত 0.5 ~ 4 বার রাসায়নিক দ্রবণে নিমজ্জিত করা হয় যাতে ছিদ্র গঠন নিয়ন্ত্রণ করা হয় এবং নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল বৃদ্ধি করা হয়। সেকেন্ডারি অ্যাক্টিভেশনের জন্য সমস্ত ধরণের অ্যাসিড এবং ক্ষার দ্রবণ বিকারক হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।

 

অ্যাসিড পৃষ্ঠ জারণ পরিবর্তন প্রযুক্তি

অ্যাসিড পৃষ্ঠের জারণ পরিবর্তন একটি সাধারণভাবে ব্যবহৃত নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি। একটি উপযুক্ত তাপমাত্রায়, অ্যাসিড অক্সিডেন্টগুলি সক্রিয় কার্বনের ভিতরের ছিদ্রগুলিকে সমৃদ্ধ করতে পারে, এর ছিদ্রের আকার উন্নত করতে পারে এবং অবরুদ্ধ ছিদ্রগুলিকে ড্রেজ করতে পারে। বর্তমানে, দেশী এবং বিদেশী গবেষণা প্রধানত অজৈব অ্যাসিড পরিবর্তনের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে। HN03 একটি সাধারণভাবে ব্যবহৃত অক্সিডেন্ট, এবং অনেক পণ্ডিত সক্রিয় কার্বন পরিবর্তন করতে HN03 ব্যবহার করেন। টং লি এট আল। [২৮] পাওয়া গেছে যে HN03 সক্রিয় কার্বনের পৃষ্ঠে অক্সিজেন-ধারণকারী এবং নাইট্রোজেন-ধারণকারী ফাংশনাল গ্রুপের বিষয়বস্তু বাড়াতে পারে এবং পারদের শোষণ প্রভাবকে উন্নত করতে পারে।

HN03 দিয়ে অ্যাক্টিভেটেড কার্বন পরিবর্তন করার পরে, অ্যাক্টিভেটেড কার্বনের নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল 652m2·g-1 থেকে 241m2·g-1 এ কমে গেছে, গড় ছিদ্রের আকার 1.27nm থেকে 1.641nm পর্যন্ত বেড়েছে, এবং বেনজোফেননের শোষণ ক্ষমতা সিমুলেটেড পেট্রোলে 33.7% বৃদ্ধি পেয়েছে। HN03 এর যথাক্রমে 10% এবং 70% ভলিউম ঘনত্ব সহ কাঠের সক্রিয় কার্বন পরিবর্তন করা। ফলাফলগুলি দেখায় যে 10% HN03 এর সাথে পরিবর্তিত সক্রিয় কার্বনের নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল 925.45m2·g-1 থেকে বেড়ে 960.52m2·g-1 হয়েছে; 70% HN03 এর সাথে পরিবর্তনের পর, নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল 935.89m2·g-1 এ কমে গেছে। HN03 এর দুটি ঘনত্বের সাথে পরিবর্তিত সক্রিয় কার্বন দ্বারা Cu2+ এর অপসারণের হার যথাক্রমে 70% এবং 90% এর উপরে ছিল।

শোষণ ক্ষেত্রে ব্যবহৃত অ্যাক্টিভেটেড কার্বনের জন্য, শোষণের প্রভাব কেবল ছিদ্রের কাঠামোর উপর নয় বরং শোষণকারীর পৃষ্ঠের রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের উপরও নির্ভর করে। ছিদ্র কাঠামো সক্রিয় কার্বনের নির্দিষ্ট পৃষ্ঠ এলাকা এবং শোষণ ক্ষমতা নির্ধারণ করে, যখন পৃষ্ঠের রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য সক্রিয় কার্বন এবং শোষণের মধ্যে মিথস্ক্রিয়াকে প্রভাবিত করে। অবশেষে এটি পাওয়া গেল যে সক্রিয় কার্বনের অ্যাসিড পরিবর্তন শুধুমাত্র সক্রিয় কার্বনের অভ্যন্তরে ছিদ্রের কাঠামোকে সামঞ্জস্য করতে পারে না এবং অবরুদ্ধ ছিদ্রগুলিকে পরিষ্কার করতে পারে না, তবে উপাদানের পৃষ্ঠে অ্যাসিডিক গোষ্ঠীগুলির বিষয়বস্তুও বাড়ায় এবং পৃষ্ঠের পোলারিটি এবং হাইড্রোফিলিসিটি উন্নত করে। . HCI দ্বারা পরিবর্তিত অ্যাক্টিভেটেড কার্বন দ্বারা EDTA-এর শোষণ ক্ষমতা পরিবর্তনের আগের তুলনায় 49.5% বৃদ্ধি পেয়েছে, যা HNO3 পরিবর্তনের তুলনায় ভাল ছিল।

পরিবর্তিত বাণিজ্যিক সক্রিয় কার্বন যথাক্রমে HNO3 এবং H2O2 সহ! পরিবর্তনের পরে নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রগুলি ছিল যথাক্রমে 91.3% এবং 80.8% পরিবর্তনের আগে। নতুন অক্সিজেন-ধারণকারী কার্যকরী গ্রুপ যেমন কার্বক্সিল, কার্বোনিল এবং ফেনল পৃষ্ঠে যোগ করা হয়েছিল। HNO3 পরিবর্তনের মাধ্যমে নাইট্রোবেঞ্জিনের শোষণ ক্ষমতা ছিল সর্বোত্তম, যা পরিবর্তনের আগে ছিল 3.3 গুণ। এটি পাওয়া যায় যে অ্যাসিড পরিবর্তনের পরে সক্রিয় কার্বনে অক্সিজেন-ধারণকারী ফাংশনাল গ্রুপের উপাদান বৃদ্ধির ফলে পৃষ্ঠের সংখ্যা বৃদ্ধি পায়। সক্রিয় পয়েন্ট, যা লক্ষ্য adsorbate এর শোষণ ক্ষমতা উন্নত করার উপর সরাসরি প্রভাব ফেলেছিল।

অজৈব অ্যাসিডের সাথে তুলনা করে, সক্রিয় কার্বনের জৈব অ্যাসিড পরিবর্তনের বিষয়ে কয়েকটি প্রতিবেদন রয়েছে। সক্রিয় কার্বনের ছিদ্র গঠন বৈশিষ্ট্য এবং মিথানলের শোষণের উপর জৈব অ্যাসিড পরিবর্তনের প্রভাব তুলনা করুন। পরিবর্তনের পরে, নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল এবং সক্রিয় কার্বনের মোট ছিদ্রের পরিমাণ হ্রাস পেয়েছে। অ্যাসিডিটি যত শক্তিশালী হবে তত কমবে। অক্সালিক অ্যাসিড, টারটারিক অ্যাসিড এবং সাইট্রিক অ্যাসিডের সাথে পরিবর্তনের পরে, সক্রিয় কার্বনের নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল যথাক্রমে 898.59m2·g-1 থেকে কমে 788.03m2·g-1, 685.16m2·g-1 এবং 622.98m2·g-1 হয়েছে। যাইহোক, পরিবর্তনের পরে সক্রিয় কার্বনের মাইক্রোপোরোসিটি বেড়েছে। সাইট্রিক অ্যাসিড দিয়ে পরিবর্তিত সক্রিয় কার্বনের মাইক্রোপোরোসিটি 75.9% থেকে বেড়ে 81.5% হয়েছে।

অক্সালিক অ্যাসিড এবং টারটারিক অ্যাসিড পরিবর্তন মিথানলের শোষণের জন্য উপকারী, অন্যদিকে সাইট্রিক অ্যাসিডের একটি প্রতিরোধক প্রভাব রয়েছে। যাইহোক, J.Paul Chen et al. [৩৫] পাওয়া গেছে যে সাইট্রিক অ্যাসিড দিয়ে পরিবর্তিত সক্রিয় কার্বন তামার আয়নগুলির শোষণকে বাড়িয়ে তুলতে পারে। লিন ট্যাং এট আল। [৩৬] ফরমিক অ্যাসিড, অক্সালিক অ্যাসিড এবং অ্যামিনোসালফোনিক অ্যাসিড সহ বাণিজ্যিক সক্রিয় কার্বন পরিবর্তিত। পরিবর্তনের পরে, নির্দিষ্ট পৃষ্ঠ এলাকা এবং ছিদ্র ভলিউম হ্রাস করা হয়েছিল। অক্সিজেন-ধারণকারী ফাংশনাল গ্রুপ যেমন 0-HC-0, C-0 এবং S=0 সমাপ্ত পণ্যের পৃষ্ঠে গঠিত হয়েছিল এবং অসম খোদাই করা চ্যানেল এবং সাদা স্ফটিক উপস্থিত হয়েছিল। অ্যাসিটোন এবং আইসোপ্রোপ্যানলের ভারসাম্য শোষণ ক্ষমতাও উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে।

 

ক্ষারীয় সমাধান পরিবর্তন প্রযুক্তি

কিছু পণ্ডিত সক্রিয় কার্বনে গৌণ সক্রিয়করণ সঞ্চালনের জন্য ক্ষারীয় দ্রবণও ব্যবহার করেছেন। ছিদ্র গঠন নিয়ন্ত্রণ করতে বিভিন্ন ঘনত্বের Na0H দ্রবণ দিয়ে ঘরে তৈরি কয়লা-ভিত্তিক সক্রিয় কার্বনকে গর্ভধারণ করুন। ফলাফলগুলি দেখায় যে একটি নিম্ন ক্ষার ঘনত্ব ছিদ্র বৃদ্ধি এবং প্রসারণের জন্য সহায়ক ছিল। সর্বোত্তম প্রভাব অর্জন করা হয়েছিল যখন ভর ঘনত্ব 20% ছিল। সক্রিয় কার্বনের সর্বোচ্চ নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল (681m2·g-1) এবং ছিদ্রের পরিমাণ (0.5916cm3·g-1) ছিল। যখন Na0H এর ভর ঘনত্ব 20% ছাড়িয়ে যায়, সক্রিয় কার্বনের ছিদ্র কাঠামো ধ্বংস হয়ে যায় এবং ছিদ্র কাঠামোর পরামিতিগুলি হ্রাস পেতে শুরু করে। এর কারণ হল Na0H দ্রবণের উচ্চ ঘনত্ব কার্বন কঙ্কালকে ক্ষয় করবে এবং প্রচুর সংখ্যক ছিদ্র ভেঙে পড়বে।

পলিমার মিশ্রন দ্বারা উচ্চ কর্মক্ষমতা সক্রিয় কার্বন প্রস্তুতি. পূর্বসূরি ছিল furfural রজন এবং furfuryl অ্যালকোহল, এবং ইথিলিন গ্লাইকল ছিল ছিদ্র-গঠনকারী এজেন্ট। ছিদ্র কাঠামোটি তিনটি পলিমারের বিষয়বস্তু সামঞ্জস্য করে নিয়ন্ত্রিত হয়েছিল এবং 0.008 এবং 5 μm এর মধ্যে ছিদ্রযুক্ত একটি ছিদ্রযুক্ত উপাদান প্রাপ্ত হয়েছিল। কিছু পণ্ডিত প্রমাণ করেছেন যে পলিউরেথেন-ইমাইড ফিল্ম (পিইউআই) কার্বন ফিল্ম পাওয়ার জন্য কার্বনাইজ করা যেতে পারে এবং পলিউরেথেন (পিইউ) প্রিপলিমারের আণবিক কাঠামো পরিবর্তন করে ছিদ্রের গঠন নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে [৪১]। যখন PUI 200°C তাপমাত্রায় উত্তপ্ত হয়, তখন PU এবং পলিমাইড (PI) উৎপন্ন হবে। যখন তাপ চিকিত্সার তাপমাত্রা 400 ডিগ্রি সেলসিয়াসে বেড়ে যায়, তখন পিইউ পাইরোলাইসিস গ্যাস উৎপন্ন করে, যার ফলে পিআই ফিল্মের ছিদ্র কাঠামো তৈরি হয়। কার্বনাইজেশনের পরে, একটি কার্বন ফিল্ম পাওয়া যায়। উপরন্তু, পলিমার মিশ্রণ পদ্ধতি একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে উপাদানের কিছু শারীরিক এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য উন্নত করতে পারে

 

অনুঘটক সক্রিয়করণ নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তি

ক্যাটালিটিক অ্যাক্টিভেশন রেগুলেশন প্রযুক্তি আসলে রাসায়নিক অ্যাক্টিভেশন পদ্ধতি এবং উচ্চ-তাপমাত্রা গ্যাস অ্যাক্টিভেশন পদ্ধতির সমন্বয়। সাধারণত, রাসায়নিক পদার্থগুলি অনুঘটক হিসাবে কাঁচামালে যোগ করা হয় এবং অনুঘটকগুলি ছিদ্রযুক্ত কার্বন পদার্থগুলি পেতে কার্বনাইজেশন বা সক্রিয়করণ প্রক্রিয়ায় সহায়তা করার জন্য ব্যবহৃত হয়। সাধারণভাবে বলতে গেলে, ধাতুর সাধারণত অনুঘটক প্রভাব থাকে, কিন্তু অনুঘটক প্রভাব পরিবর্তিত হয়।

প্রকৃতপক্ষে, রাসায়নিক সক্রিয়করণ নিয়ন্ত্রণ এবং ছিদ্রযুক্ত পদার্থের অনুঘটক সক্রিয়করণ নিয়ন্ত্রণের মধ্যে সাধারণত কোন সুস্পষ্ট সীমানা নেই। কারণ উভয় পদ্ধতিই কার্বনাইজেশন এবং সক্রিয়করণ প্রক্রিয়ার সময় বিকারক যোগ করে। এই রিএজেন্টগুলির নির্দিষ্ট ভূমিকা নির্ধারণ করে যে পদ্ধতিটি অনুঘটক সক্রিয়করণের বিভাগের অন্তর্গত কিনা।

ছিদ্রযুক্ত কার্বন উপাদানের গঠন, অনুঘটকের ভৌত এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য, অনুঘটক প্রতিক্রিয়া শর্ত এবং অনুঘটক লোডিং পদ্ধতি সবই নিয়ন্ত্রণ প্রভাবের উপর বিভিন্ন মাত্রার প্রভাব ফেলতে পারে। বিটুমিনাস কয়লাকে কাঁচামাল হিসেবে ব্যবহার করে, অনুঘটক হিসেবে Mn(N03)2 এবং Cu(N03)2 ধাতব অক্সাইডযুক্ত ছিদ্রযুক্ত পদার্থ তৈরি করতে পারে। ধাতব অক্সাইডের যথাযথ পরিমাণ ছিদ্র এবং ছিদ্রের পরিমাণ উন্নত করতে পারে, তবে বিভিন্ন ধাতুর অনুঘটক প্রভাব কিছুটা আলাদা। Cu(N03)2 1.5~2.0nm পরিসরে ছিদ্রের বিকাশকে উন্নীত করতে পারে। এছাড়াও, কাঁচামালের ছাইতে থাকা ধাতব অক্সাইড এবং অজৈব লবণগুলিও সক্রিয়করণ প্রক্রিয়াতে অনুঘটক ভূমিকা পালন করবে। Xie Qiang et al. [৪২] বিশ্বাস করা হয়েছিল যে অজৈব পদার্থে ক্যালসিয়াম এবং লোহার মতো উপাদানগুলির অনুঘটক সক্রিয়করণ প্রতিক্রিয়া ছিদ্রগুলির বিকাশকে উন্নীত করতে পারে। যখন এই দুটি উপাদানের বিষয়বস্তু খুব বেশি হয়, তখন পণ্যে মাঝারি এবং বড় ছিদ্রগুলির অনুপাত উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়।

 

উপসংহার

যদিও অ্যাক্টিভেটেড কার্বন, সর্বাধিক ব্যবহৃত সবুজ ছিদ্রযুক্ত কার্বন উপাদান হিসাবে, শিল্প এবং জীবনে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করেছে, তবুও এটি কাঁচামালের সম্প্রসারণ, খরচ হ্রাস, গুণমান উন্নতি, শক্তির উন্নতি, জীবন সম্প্রসারণ এবং শক্তির উন্নতিতে উন্নতির প্রচুর সম্ভাবনা রয়েছে। . উচ্চ-মানের এবং সস্তা অ্যাক্টিভেটেড কার্বন কাঁচামাল খোঁজা, পরিষ্কার এবং দক্ষ সক্রিয় কার্বন উত্পাদন প্রযুক্তির বিকাশ এবং বিভিন্ন প্রয়োগ ক্ষেত্র অনুসারে সক্রিয় কার্বনের ছিদ্র কাঠামোকে অপ্টিমাইজ করা এবং নিয়ন্ত্রণ করা সক্রিয় কার্বন পণ্যগুলির গুণমান উন্নত করার এবং প্রচারের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ দিক হবে। সক্রিয় কার্বন শিল্পের উচ্চ মানের উন্নয়ন.