Velkommen til vores hjemmeside for produktinformation og rådgivning.
Vores hjemmeside:https://www.vet-china.com/
Fysisk og kemisk aktiveringsmetode
Fysisk og kemisk aktiveringsmetode refererer til metoden til fremstilling af porøse materialer ved at kombinere de to ovennævnte aktiveringsmetoder. Generelt udføres kemisk aktivering først, og derefter fysisk aktivering. Sæt først cellulose i blød i 68% ~ 85% H3PO4-opløsning ved 85 ℃ i 2 timer, carboniser det derefter i en muffelovn i 4 timer og aktiverer det derefter med CO2. Det specifikke overfladeareal af det opnåede aktiverede kul var så højt som 3700 m2·g-1. Prøv at bruge sisalfiber som råmateriale, og aktiverede den aktiverede kulfiber (ACF) opnået ved H3PO4-aktivering én gang, opvarmede den til 830 ℃ under N2-beskyttelse og brugte derefter vanddamp som en aktivator til sekundær aktivering. Det specifikke overfladeareal af ACF opnået efter 60 minutters aktivering var signifikant forbedret.
Karakterisering af porestruktur ydeevne af aktiveretkulstof
Almindelig anvendte metoder til karakterisering af aktivt kuls ydeevne og anvendelsesretninger er vist i tabel 2. Materialets porestrukturegenskaber kan testes ud fra to aspekter: dataanalyse og billedanalyse.
Forskningsfremskridt inden for porestrukturoptimeringsteknologi af aktivt kul
Selvom aktivt kul har rige porer og et stort specifikt overfladeareal, har det fremragende ydeevne på mange områder. Men på grund af dets brede råmaterialeselektivitet og komplekse fremstillingsbetingelser har de færdige produkter generelt ulemperne ved kaotisk porestruktur, forskelligt specifikt overfladeareal, uordnet porestørrelsesfordeling og begrænsede overfladekemiske egenskaber. Derfor er der ulemper som stor dosering og snæver tilpasningsevne i ansøgningsprocessen, som ikke kan opfylde markedets krav. Derfor er det af stor praktisk betydning at optimere og regulere strukturen og forbedre dens omfattende udnyttelsesevne. Almindeligt anvendte metoder til optimering og regulering af porestruktur omfatter kemisk regulering, polymerblanding og katalytisk aktiveringsregulering.
Kemisk reguleringsteknologi
Kemisk reguleringsteknologi refererer til processen med sekundær aktivering (modifikation) af porøse materialer opnået efter aktivering med kemiske reagenser, erodering af de originale porer, udvidelse af mikroporerne eller yderligere skabelse af nye mikroporer for at øge materialets specifikke overfladeareal og porestruktur. Generelt er det færdige produkt af en aktivering generelt nedsænket i 0,5 ~ 4 gange kemisk opløsning for at regulere porestrukturen og øge det specifikke overfladeareal. Alle former for syre- og alkaliopløsninger kan bruges som reagenser til sekundær aktivering.
Syreoverfladeoxidationsmodifikationsteknologi
Syreoverfladeoxidationsmodifikation er en almindeligt anvendt reguleringsmetode. Ved en passende temperatur kan syreoxidanter berige porerne inde i aktivt kul, forbedre dets porestørrelse og uddybe blokerede porer. På nuværende tidspunkt fokuserer indenlandsk og udenlandsk forskning hovedsageligt på modifikation af uorganiske syrer. HN03 er en almindeligt anvendt oxidant, og mange forskere bruger HN03 til at modificere aktivt kul. Tong Li et al. [28] fandt, at HN03 kan øge indholdet af oxygenholdige og nitrogenholdige funktionelle grupper på overfladen af aktivt kul og forbedre adsorptionseffekten af kviksølv.
Modifikation af aktivt kul med HN03, efter modifikation faldt det specifikke overfladeareal af aktivt kul fra 652m2·g-1 til 241m2·g-1, den gennemsnitlige porestørrelse steg fra 1,27nm til 1,641nm, og adsorptionskapaciteten af benzophenon i simuleret benzin steg med 33,7%. Modificerende træ aktivt kul med henholdsvis 10% og 70% volumenkoncentration af HN03. Resultaterne viser, at det specifikke overfladeareal af aktivt kul modificeret med 10% HN03 steg fra 925,45m2·g-1 til 960,52m2·g-1; efter modifikation med 70 % HN03 faldt det specifikke overfladeareal til 935,89 m2·g-1. Fjernelseshastighederne for Cu2+ med aktivt kul modificeret med to koncentrationer af HN03 var henholdsvis over 70 % og 90 %.
For aktivt kul anvendt i adsorptionsområdet afhænger adsorptionseffekten ikke kun af porestrukturen, men også af adsorbentens overfladekemiske egenskaber. Porestrukturen bestemmer aktivt kuls specifikke overfladeareal og adsorptionskapacitet, mens overfladens kemiske egenskaber påvirker samspillet mellem aktivt kul og adsorbat. Endelig blev det fundet, at syremodifikation af aktivt kul ikke kun kan justere porestrukturen inde i det aktive kul og rense de blokerede porer, men også øge indholdet af sure grupper på overfladen af materialet og forbedre overfladens polaritet og hydrofilicitet. . Adsorptionskapaciteten af EDTA af aktivt kul modificeret med HCI steg med 49,5% sammenlignet med den før modifikation, hvilket var bedre end HNO3 modifikation.
Modificeret kommercielt aktivt kul med henholdsvis HNO3 og H2O2! De specifikke overfladearealer efter modifikation var henholdsvis 91,3% og 80,8% af dem før modifikation. Nye oxygenholdige funktionelle grupper som carboxyl, carbonyl og phenol blev tilføjet til overfladen. Adsorptionskapaciteten af nitrobenzen ved HNO3-modifikation var den bedste, som var 3,3 gange større end før modifikation. Det viser sig, at stigningen i indholdet af oxygenholdige funktionelle grupper i aktivt kul efter syremodifikation førte til en stigning i antallet af overflader aktive punkter, som havde en direkte effekt på at forbedre adsorptionskapaciteten af måladsorbatet.
Sammenlignet med uorganiske syrer er der få rapporter om organisk syremodifikation af aktivt kul. Sammenlign virkningerne af organisk syremodifikation på porestrukturegenskaberne af aktivt kul og adsorptionen af methanol. Efter modifikation faldt det specifikke overfladeareal og det samlede porevolumen af aktivt kul. Jo stærkere surhedsgrad, jo større fald. Efter modifikation med oxalsyre, vinsyre og citronsyre faldt det specifikke overfladeareal af aktivt kul fra henholdsvis 898,59m2·g-1 til 788,03m2·g-1, 685,16m2·g-1 og 622,98m2·g-1. Imidlertid steg mikroporøsiteten af aktivt kul efter modifikation. Mikroporøsiteten af aktivt kul modificeret med citronsyre steg fra 75,9 % til 81,5 %.
Oxalsyre- og vinsyremodifikation er gavnlig for adsorptionen af methanol, mens citronsyre har en hæmmende effekt. J.Paul Chen et al. [35] fandt, at aktivt kul modificeret med citronsyre kan forbedre adsorptionen af kobberioner. Lin Tang et al. [36] modificeret kommercielt aktivt kul med myresyre, oxalsyre og aminosulfonsyre. Efter modifikation blev det specifikke overfladeareal og porevolumen reduceret. Oxygenholdige funktionelle grupper såsom 0-HC-0, C-0 og S=0 blev dannet på overfladen af det færdige produkt, og ujævne ætsede kanaler og hvide krystaller fremkom. Ligevægtsadsorptionskapaciteten af acetone og isopropanol steg også betydeligt.
Alkaline løsning modifikationsteknologi
Nogle forskere brugte også alkalisk opløsning til at udføre sekundær aktivering på aktivt kul. Imprægner hjemmelavet kulbaseret aktivt kul med Na0H opløsning af forskellige koncentrationer for at kontrollere porestrukturen. Resultaterne viste, at en lavere alkalikoncentration var befordrende for poreforøgelse og -udvidelse. Den bedste effekt blev opnået, når massekoncentrationen var 20%. Det aktiverede kul havde det højeste specifikke overfladeareal (681m2·g-1) og porevolumen (0,5916cm3·g-1). Når massekoncentrationen af NaOH overstiger 20%, ødelægges porestrukturen af aktivt kul, og porestrukturparametrene begynder at falde. Dette skyldes, at den høje koncentration af NaOH-opløsning vil korrodere kulstofskelettet, og et stort antal porer vil kollapse.
Fremstilling af højtydende aktivt kul ved polymerblanding. Forstadierne var furfuralharpiks og furfurylalkohol, og ethylenglycol var det poredannende middel. Porestrukturen blev styret ved at justere indholdet af de tre polymerer, og der blev opnået et porøst materiale med en porestørrelse mellem 0,008 og 5 μm. Nogle forskere har bevist, at polyurethan-imidfilm (PUI) kan carboniseres for at opnå carbonfilm, og porestrukturen kan kontrolleres ved at ændre den molekylære struktur af polyurethan (PU) præpolymer [41]. Når PUI opvarmes til 200°C, dannes PU og polyimid (PI). Når varmebehandlingstemperaturen stiger til 400°C, producerer PU-pyrolyse gas, hvilket resulterer i dannelsen af en porestruktur på PI-filmen. Efter karbonisering opnås en carbonfilm. Derudover kan polymerblandingsmetoden også forbedre nogle fysiske og mekaniske egenskaber af materialet til en vis grad
Katalytisk aktiveringsreguleringsteknologi
Katalytisk aktiveringsreguleringsteknologi er faktisk en kombination af kemisk aktiveringsmetode og højtemperaturgasaktiveringsmetode. Generelt tilsættes kemiske stoffer til råmaterialerne som katalysatorer, og katalysatorerne bruges til at hjælpe karboniserings- eller aktiveringsprocessen for at opnå porøse carbonmaterialer. Generelt har metaller generelt katalytiske virkninger, men de katalytiske virkninger varierer.
Faktisk er der normalt ingen åbenlys grænse mellem kemisk aktiveringsregulering og katalytisk aktiveringsregulering af porøse materialer. Dette skyldes, at begge metoder tilføjer reagenser under karboniserings- og aktiveringsprocessen. Disse reagensers specifikke rolle bestemmer, om metoden hører til kategorien katalytisk aktivering.
Strukturen af selve det porøse kulstofmateriale, de fysiske og kemiske egenskaber af katalysatoren, de katalytiske reaktionsbetingelser og katalysatorbelastningsmetoden kan alle have forskellig grad af indflydelse på reguleringseffekten. Ved at bruge bituminøst kul som råmateriale kan Mn(N03)2 og Cu(N03)2 som katalysatorer fremstille porøse materialer indeholdende metaloxider. Den passende mængde metaloxider kan forbedre porøsiteten og porevolumenet, men de katalytiske virkninger af forskellige metaller er lidt forskellige. Cu(N03)2 kan fremme udviklingen af porer i området 1,5 ~ 2,0 nm. Derudover vil metaloxiderne og de uorganiske salte, der er indeholdt i råvaren aske, også spille en katalytisk rolle i aktiveringsprocessen. Xie Qiang et al. [42] mente, at den katalytiske aktiveringsreaktion af elementer som calcium og jern i uorganisk stof kan fremme udviklingen af porer. Når indholdet af disse to elementer er for højt, øges andelen af mellemstore og store porer i produktet markant.
Konklusion
Selvom aktivt kul, som det mest udbredte grønne porøse kulstofmateriale, har spillet en vigtig rolle i industrien og livet, har det stadig et stort potentiale for forbedring af råvareudvidelse, omkostningsreduktion, kvalitetsforbedring, energiforbedring, levetidsforlængelse og styrkeforbedring . At finde højkvalitets og billige aktive kulråmaterialer, udvikle ren og effektiv teknologi til produktion af aktivt kul og optimere og regulere porestrukturen af aktivt kul i henhold til forskellige anvendelsesområder vil være en vigtig retning for at forbedre kvaliteten af aktivt kulprodukter og fremme højkvalitetsudviklingen af den aktive kulindustri.
Indlægstid: 27. august 2024