Tere tulemast meie veebisaidile tooteteabe ja konsultatsiooni saamiseks.
Meie veebisait:https://www.vet-china.com/
Füüsikaline ja keemiline aktiveerimismeetod
Füüsikaline ja keemiline aktiveerimismeetod viitab poorsete materjalide valmistamise meetodile, kombineerides ülaltoodud kahte aktiveerimismeetodit. Üldjuhul tehakse esmalt keemiline aktiveerimine ja seejärel füüsiline aktiveerimine. Esmalt leotage tselluloosi 68% ~ 85% H3PO4 lahuses temperatuuril 85 ℃ 2 tundi, seejärel karboniseerige seda muhvelahjus 4 tundi ja seejärel aktiveerige see CO2-ga. Saadud aktiivsöe eripind oli koguni 3700 m2·g-1. Proovige toorainena kasutada sisalkiudu ja aktiveerige H3PO4 aktiveerimisel saadud aktiivsöe kiud (ACF) üks kord, soojendage see N2 kaitse all temperatuurini 830 ℃ ja seejärel kasutasite sekundaarseks aktiveerimiseks aktivaatorina veeauru. Pärast 60-minutilist aktiveerimist saadud ACF-i eripind paranes oluliselt.
Aktiveeritud pooride struktuuri toimimise iseloomustussüsinik
Tavaliselt kasutatavad aktiivsöe toimivuse iseloomustamise meetodid ja kasutusjuhised on toodud tabelis 2. Materjali pooride struktuuri omadusi saab testida kahest aspektist: andmeanalüüs ja kujutise analüüs.
Aktiivsöe pooride struktuuri optimeerimise tehnoloogia uurimistöö edenemine
Kuigi aktiivsöel on rikkalikud poorid ja suur eripind, on sellel suurepärased omadused paljudes valdkondades. Kuid oma laia tooraine selektiivsuse ja keeruliste valmistamistingimuste tõttu on valmistoodetel üldiselt puuduseks kaootiline pooride struktuur, erinev eripind, ebakorrapärane pooride suuruse jaotus ja piiratud pinna keemilised omadused. Seetõttu on puudusi, nagu suur annus ja rakendusprotsessi kitsas kohandatavus, mis ei vasta turu nõuetele. Seetõttu on struktuuri optimeerimine ja reguleerimine ning selle igakülgse kasutuse parandamine väga praktilise tähtsusega. Tavaliselt kasutatavad meetodid pooride struktuuri optimeerimiseks ja reguleerimiseks hõlmavad keemilist reguleerimist, polümeeride segamist ja katalüütilise aktiveerimise reguleerimist.
Keemilise reguleerimise tehnoloogia
Keemilise reguleerimise tehnoloogia all mõeldakse poorsete materjalide sekundaarset aktiveerimist (modifitseerimist), mis saadakse pärast aktiveerimist keemiliste reagentidega, erodeerides esialgseid poore, laiendades mikropoore või tekitades veelgi uusi mikropoore, et suurendada materjali eripinda ja pooride struktuuri. Üldiselt kastetakse ühe aktiveerimise lõpptoode tavaliselt 0,5–4-kordses keemilises lahuses, et reguleerida pooride struktuuri ja suurendada eripinda. Sekundaarse aktiveerimise reagentidena saab kasutada igasuguseid happe- ja leeliselahuseid.
Happelise pinna oksüdatsiooni modifitseerimise tehnoloogia
Happelise pinna oksüdatsiooni modifitseerimine on tavaliselt kasutatav reguleerimismeetod. Sobival temperatuuril võivad happelised oksüdeerijad rikastada aktiivsöe poore, parandada selle pooride suurust ja süvendada ummistunud poore. Praegu keskenduvad kodu- ja välismaised uuringud peamiselt anorgaaniliste hapete modifitseerimisele. HN03 on tavaliselt kasutatav oksüdeerija ja paljud teadlased kasutavad HN03 aktiivsöe modifitseerimiseks. Tong Li et al. [28] leidis, et HN03 võib suurendada hapnikku ja lämmastikku sisaldavate funktsionaalrühmade sisaldust aktiivsöe pinnal ning parandada elavhõbeda adsorptsiooniefekti.
Modifitseerides aktiivsütt HN03-ga, vähenes pärast modifitseerimist aktiivsöe eripind 652 m2·g-1-lt 241 m2·g-1-le, keskmine pooride suurus suurenes 1,27 nm-lt 1,641 nm-le ja bensofenooni adsorptsioonivõime simuleeritud bensiin kasvas 33,7%. Modifitseeriv puidu aktiivsüsi HN03 mahukontsentratsiooniga vastavalt 10% ja 70%. Tulemused näitavad, et 10% HN03-ga modifitseeritud aktiivsöe eripind suurenes 925,45 m2·g-1-lt 960,52 m2·g-1-le; pärast modifitseerimist 70% HN03-ga vähenes eripind 935,89 m2·g-1-ni. Kahe HN03 kontsentratsiooniga modifitseeritud aktiivsöega Cu2+ eemaldamise kiirused olid vastavalt üle 70% ja 90%.
Adsorptsiooniväljas kasutatava aktiivsöe puhul ei sõltu adsorptsiooniefekt mitte ainult pooride struktuurist, vaid ka adsorbendi pinna keemilistest omadustest. Pooride struktuur määrab aktiivsöe eripinna ja adsorptsioonivõime, pinna keemilised omadused aga mõjutavad aktiivsöe ja adsorbaadi vahelist koostoimet. Lõpuks leiti, et aktiivsöe happega modifitseerimine ei saa mitte ainult reguleerida aktiivsöe pooride struktuuri ja puhastada ummistunud poore, vaid ka suurendada happeliste rühmade sisaldust materjali pinnal ning suurendada pinna polaarsust ja hüdrofiilsust. . EDTA adsorptsioonivõime HCl-ga modifitseeritud aktiivsöega suurenes 49,5% võrreldes modifikatsioonieelse omaga, mis oli parem kui HNO3 modifikatsiooni oma.
Modifitseeritud kaubanduslik aktiivsüsi vastavalt HNO3 ja H2O2-ga! Eripinnad pärast modifitseerimist olid vastavalt 91, 3% ja 80, 8% enne modifitseerimist. Pinnale lisati uusi hapnikku sisaldavad funktsionaalrühmad nagu karboksüül, karbonüül ja fenool. Parim oli nitrobenseeni adsorptsioonivõime HNO3 modifitseerimisel, mis oli 3,3 korda suurem kui enne modifitseerimist. On leitud, et hapnikku sisaldavate funktsionaalrühmade sisalduse suurenemine aktiivsöes pärast happega modifitseerimist tõi kaasa pindade arvu suurenemise. aktiivsed punktid, millel oli otsene mõju sihtadsorbaadi adsorptsioonivõime parandamisele.
Võrreldes anorgaaniliste hapetega on aktiivsöe orgaanilise happe modifikatsiooni kohta vähe teateid. Võrrelge orgaanilise happe modifikatsiooni mõju aktiivsöe pooride struktuuri omadustele ja metanooli adsorptsioonile. Pärast modifitseerimist vähenes aktiivsöe eripind ja pooride kogumaht. Mida tugevam on happesus, seda suurem on langus. Pärast oksaalhappe, viinhappe ja sidrunhappega modifitseerimist vähenes aktiivsöe eripind vastavalt 898,59 m2·g-1-lt 788,03 m2·g-1-le, 685,16 m2·g-1-le ja 622,98 m2·g-1-le. Kuid aktiivsöe mikropoorsus suurenes pärast modifitseerimist. Sidrunhappega modifitseeritud aktiivsöe mikropoorsus tõusis 75,9%-lt 81,5%-le.
Oksaalhape ja viinhappe modifikatsioon on kasulikud metanooli adsorptsioonile, samas kui sidrunhappel on inhibeeriv toime. Kuid J. Paul Chen et al. [35] leidsid, et sidrunhappega modifitseeritud aktiivsüsi võib suurendada vaseoonide adsorptsiooni. Lin Tang et al. [36] modifitseeritud kaubanduslik aktiivsüsi sipelghappe, oksaalhappe ja aminosulfoonhappega. Pärast modifitseerimist vähendati eripinda ja pooride mahtu. Valmistoote pinnale tekkisid hapnikku sisaldavad funktsionaalrühmad nagu 0-HC-0, C-0 ja S=0 ning tekkisid ebaühtlased söövitatud kanalid ja valged kristallid. Samuti suurenes oluliselt atsetooni ja isopropanooli tasakaaluline adsorptsioonivõime.
Leeliselise lahuse modifitseerimise tehnoloogia
Mõned teadlased kasutasid ka leeliselist lahust aktiivsöe sekundaarse aktiveerimise läbiviimiseks. Pooride struktuuri kontrollimiseks immutage omatehtud söepõhist aktiivsütt erineva kontsentratsiooniga Na0H lahusega. Tulemused näitasid, et madalam leelise kontsentratsioon soodustas pooride suurenemist ja laienemist. Parim efekt saavutati, kui massikontsentratsioon oli 20%. Aktiivsöel oli suurim eripind (681 m2·g-1) ja pooride maht (0,5916 cm3·g-1). Kui Na0H massikontsentratsioon ületab 20%, hävib aktiivsöe pooride struktuur ja pooride struktuuri parameetrid hakkavad vähenema. Seda seetõttu, et Na0H lahuse kõrge kontsentratsioon korrodeerib süsiniku skeleti ja suur hulk poore variseb kokku.
Suure jõudlusega aktiivsöe valmistamine polümeeride segamise teel. Eelkäijad olid furfuraalvaik ja furfurüülalkohol ning etüleenglükool oli poore moodustav aine. Pooride struktuuri kontrolliti kolme polümeeri sisalduse reguleerimisega ja saadi poorne materjal, mille pooride suurus oli vahemikus 0, 008 kuni 5 μm. Mõned teadlased on tõestanud, et polüuretaanimiidkilet (PUI) saab süsinikkile saamiseks karboniseerida ja pooride struktuuri saab kontrollida polüuretaani (PU) eelpolümeeri molekulaarstruktuuri muutmisega [41]. Kui PUI kuumutatakse temperatuurini 200 °C, tekib PU ja polüimiid (PI). Kui kuumtöötlemise temperatuur tõuseb 400 °C-ni, tekitab PU pürolüüs gaasi, mille tulemusena moodustub PI-kilele pooride struktuur. Pärast karboniseerimist saadakse süsinikkile. Lisaks võib polümeeri segamise meetod teatud määral parandada ka mõningaid materjali füüsikalisi ja mehaanilisi omadusi
Katalüütilise aktiveerimise reguleerimise tehnoloogia
Katalüütilise aktiveerimise reguleerimise tehnoloogia on tegelikult keemilise aktiveerimismeetodi ja kõrge temperatuuriga gaasi aktiveerimismeetodi kombinatsioon. Üldjuhul lisatakse toorainetele katalüsaatoritena keemilisi aineid ja katalüsaatoreid kasutatakse karboniseerimis- või aktiveerimisprotsessi abistamiseks poorsete süsinikmaterjalide saamiseks. Üldiselt on metallidel katalüütiline toime, kuid katalüütiline toime on erinev.
Tegelikult ei ole tavaliselt poorsete materjalide keemilise aktiveerimise reguleerimise ja katalüütilise aktiveerimise reguleerimise vahel selget piiri. Seda seetõttu, et mõlemad meetodid lisavad karboniseerimis- ja aktiveerimisprotsessi käigus reaktiive. Nende reaktiivide spetsiifiline roll määrab, kas meetod kuulub katalüütilise aktiveerimise kategooriasse.
Poorse süsinikmaterjali enda struktuur, katalüsaatori füüsikalised ja keemilised omadused, katalüütilise reaktsiooni tingimused ja katalüsaatori laadimismeetod võivad reguleerimisefekti mõjutada erineval määral. Kasutades toorainena bituminoosset kivisütt, saab katalüsaatoritena Mn(N03)2 ja Cu(N03)2 valmistada metallioksiide sisaldavaid poorseid materjale. Sobiv kogus metallioksiide võib parandada poorsust ja pooride mahtu, kuid erinevate metallide katalüütiline toime on veidi erinev. Cu(N03)2 võib soodustada pooride teket vahemikus 1,5–2,0 nm. Lisaks mängivad aktiveerimisprotsessis katalüütilist rolli ka tooraine tuhas sisalduvad metallioksiidid ja anorgaanilised soolad. Xie Qiang et al. [42] uskusid, et anorgaanilises aines sisalduvate elementide, nagu kaltsium ja raud, katalüütiline aktiveerimisreaktsioon võib soodustada pooride teket. Kui nende kahe elemendi sisaldus on liiga kõrge, suureneb oluliselt keskmise ja suurte pooride osakaal tootes.
Järeldus
Kuigi aktiivsüsi kui kõige laialdasemalt kasutatav roheline poorne süsinikmaterjal on mänginud olulist rolli tööstuses ja elus, on sellel endiselt suur potentsiaal tooraine laiendamiseks, kulude vähendamiseks, kvaliteedi parandamiseks, energia parandamiseks, eluea pikendamiseks ja tugevuse parandamiseks. . Kvaliteetse ja soodsa aktiivsöe tooraine leidmine, puhta ja tõhusa aktiivsöe tootmistehnoloogia arendamine ning aktiivsöe pooride struktuuri optimeerimine ja reguleerimine vastavalt erinevatele kasutusvaldkondadele on oluline suund aktiivsöetoodete kvaliteedi tõstmisel ja edendamisel. aktiivsöetööstuse kvaliteetne arendamine.
Postitusaeg: 27. august 2024