Karbono porotsuaren egituraren optimizazioa -Ⅱ

Ongi etorri gure webgunera produktuen informazioa eta kontsultarako.

Gure webgunea:https://www.vet-china.com/

 

Aktibazio fisiko eta kimikoko metodoa

Aktibazio fisiko eta kimikoaren metodoa material porotsuak prestatzeko metodoari erreferentzia egiten dio goiko bi aktibazio metodoak konbinatuz. Orokorrean, aktibazio kimikoa egiten da lehenik, eta gero aktibazio fisikoa egiten da. Lehenik eta behin zelulosa% 68 ~% 85 H3PO4 disoluzioan 85 ℃-tan busti 2 orduz, gero karbonizatu 4 orduz mufla-labean eta, ondoren, CO2-rekin aktibatu. Lortutako ikatz aktibatuaren azalera espezifikoa 3700m2·g-1-koa zen. Saiatu sisal zuntza lehengai gisa erabiltzen, eta H3PO4 aktibazioaren bidez lortutako karbono zuntz aktibatua (ACF) aktibatu behin, 830 ℃-ra berotu N2 babespean eta, ondoren, ur-lurruna erabili bigarren mailako aktibazio gisa. 60min aktibazio ondoren lortutako ACF-ren azalera espezifikoa nabarmen hobetu zen.

 

Aktibatutako poro-egituraren errendimenduaren karakterizazioakarbonoa

 
Normalean erabilitako ikatz aktibatuaren errendimenduaren karakterizazio metodoak eta aplikazioaren norabideak 2. taulan ageri dira. Materialaren poro-egituraren ezaugarriak bi alderditatik probatu daitezke: datuen analisia eta irudien analisia.

 

ikatz aktibatuaren poro-egitura optimizatzeko teknologiaren ikerketaren aurrerapena

Ikatz aktibatuak poro aberatsak eta azalera espezifiko handia izan arren, errendimendu bikaina du arlo askotan. Hala ere, lehengaien hautakortasun zabala eta prestaketa baldintza konplexuak direla eta, amaitutako produktuek, oro har, poroen egitura kaotikoa, azalera espezifiko desberdina, poroen tamaina desordenatua eta gainazaleko propietate kimiko mugatuak dituzten desabantailak dituzte. Hori dela eta, desabantailak daude, hala nola dosi handia eta moldagarritasun estua aplikazio prozesuan, merkatuko eskakizunak bete ezin dituztenak. Hori dela eta, garrantzi praktiko handia du egitura optimizatzea eta erregulatzea eta erabilera integralaren errendimendua hobetzea. Poroen egitura optimizatzeko eta erregulatzeko erabili ohi diren metodoak honako hauek dira: erregulazio kimikoa, polimeroen nahasketa eta aktibazio katalitikoaren erregulazioa.

 

Erregulazio kimikoen teknologia

Erregulazio kimikoko teknologiak erreaktibo kimikoekin aktibatu ondoren lortutako material porotsuen bigarren mailako aktibazio (aldaketa) prozesuari egiten dio erreferentzia, jatorrizko poroak higatu, mikroporoak zabaltzea edo mikroporo berriak sortzea materialaren azalera espezifikoa eta poro egitura handitzeko. Oro har, aktibazio bateko produktu amaitua soluzio kimiko 0,5 ~ 4 aldiz murgiltzen da, poroen egitura erregulatzeko eta azalera espezifikoa handitzeko. Mota guztietako disoluzio azido eta alkalinoak bigarren mailako aktibaziorako erreaktibo gisa erabil daitezke.

 

Azidoaren gainazalaren oxidazio aldatzeko teknologia

Gainazal azidoaren oxidazioaren aldaketa normalean erabiltzen den erregulazio metodoa da. Tenperatura egoki batean, oxidatzaile azidoek ikatz aktiboaren barruko poroak aberastu ditzakete, bere poroen tamaina hobetu eta blokeatutako poroak dragatu. Gaur egun, etxeko eta atzerriko ikerketak azido ez-organikoen aldaketan oinarritzen dira batez ere. HN03 normalean erabiltzen den oxidatzailea da, eta jakintsu askok HN03 erabiltzen dute ikatz aktibatua aldatzeko. Tong Li et al. [28] aurkitu zuen HN03k oxigenoa duten eta nitrogenoa duten talde funtzionalen edukia handitu dezakeela ikatz aktiboaren gainazalean eta merkurioaren adsortzio-efektua hobetu dezake.

HN03-rekin ikatz aktibatua aldatuz gero, ikatz aktibatuaren azalera espezifikoa 652m2·g-1-tik 241m2·g-1-ra jaitsi zen, batez besteko poroen tamaina 1.27nm-tik 1.641nm-ra handitu zen eta benzofenonaren adsortzio-ahalmena. simulatutako gasolina %33,7 hazi da. Egur ikatz aktibatua aldatzea HN03 bolumenaren %10 eta %70eko bolumen-kontzentrazioarekin, hurrenez hurren. Emaitzek erakusten dute % 10eko HN03rekin eraldatutako ikatz aktiboaren azalera espezifikoa 925,45 m2·g-1 izatetik 960,52 m2·g-1 izatera igaro dela; HN03 % 70arekin aldatu ondoren, azalera espezifikoa 935,89 m2·g-1era jaitsi zen. HN03-ren bi kontzentraziorekin eraldatutako ikatz aktibatuaren Cu2+ kentzeko tasak %70 eta %90etik gorakoak ziren, hurrenez hurren.

Adsortzio-eremuan erabiltzen den ikatz aktibatuarentzat, adsortzio-efektua poroen egituraren araberakoa ez ezik, adsorbatzailearen gainazaleko propietate kimikoen araberakoa da. Poroen egiturak ikatz aktibatuaren azalera espezifikoa eta adsortzio ahalmena zehazten ditu, gainazaleko propietate kimikoek ikatz aktibatuaren eta adsorbatoaren arteko elkarrekintzan eragiten duten bitartean. Azkenik, aurkitu zen ikatz aktibatuaren azido aldaketak ikatz aktibatuaren barruko poro-egitura doitzeaz gain blokeatutako poroak garbitzeaz gain, materialaren gainazaleko talde azidoen edukia areagotu eta gainazaleko polaritatea eta hidrofilia hobetu ere egin dezakeela. . HCIk eraldatutako ikatz aktibatuaren EDTAren adsortzio-ahalmena % 49,5 handitu zen aldatu aurrekoarekin alderatuta, hau da, HNO3 aldaketarena baino hobea izan zen.

HNO3 eta H2O2-rekin, hurrenez hurren, ikatz aktibo komertziala aldatua! Aldaketaren ondorengo azalera espezifikoak aldatu aurrekoen % 91,3 eta % 80,8 ziren, hurrenez hurren. Karboxiloa, karboniloa eta fenola bezalako talde funtzional berriak gehitu ziren gainazalean. HNO3 aldaketaren bidez nitrobentzenoaren adsortzio-ahalmena onena izan zen, aldaketa baino 3,3 aldiz handiagoa izan zena. Ikusten da ikatz aktibatuaren oxigenoa duten talde funtzionalen edukia handitzeak azidoa aldatu ondoren gainazal kopurua handitzea ekarri zuela. puntu aktiboak, zeinak eragin zuzena izan zuen xede-adsorbatoaren xurgapen-ahalmena hobetzean.

Azido ez-organikoekin alderatuta, ikatz aktiboaren azido organikoen aldaketari buruzko txosten gutxi daude. Konparatu azido organikoen aldaketak ikatz aktibatuaren poro-egituraren propietateetan eta metanolaren adsortzioan dituen ondorioak. Aldaketa egin ondoren, ikatz aktiboaren azalera espezifikoa eta poroen bolumena totala gutxitu ziren. Zenbat eta azidotasun handiagoa izan, orduan eta txikiagoa da. Azido oxalikoarekin, azido tartarikoarekin eta azido zitrikoarekin aldatu ondoren, ikatz aktibatuaren azalera espezifikoa 898,59m2·g-1etik 788,03m2·g-1, 685,16m2·g-1 eta 622,98m2·g-1era jaitsi zen hurrenez hurren. Hala ere, ikatz aktibatuaren mikroporositatea handitu egin zen aldatu ondoren. Azido zitrikoarekin eraldatutako ikatz aktiboaren mikroporositatea %75,9tik %81,5era igo da.

Azido oxalikoa eta azido tartarikoa aldatzea onuragarriak dira metanola xurgatzeko, eta azido zitrikoak efektu inhibitzailea du. Hala ere, J.Paul Chen et al. [35] aurkitu zuten azido zitrikoarekin eraldatutako ikatz aktibatuak kobre ioien adsortzioa hobetu dezakeela. Lin Tang et al. [36] azido formikoarekin, azido oxalikoarekin eta azido aminosulfonikoarekin ikatz aktibo komertziala aldatu zuen. Aldatu ondoren, azalera espezifikoa eta poroen bolumena murriztu ziren. 0-HC-0, C-0 eta S=0 bezalako 0-HC-0, C-0 eta S=0 oxigenoa zuten talde funtzionalak sortu ziren amaitutako produktuaren gainazalean, eta grabatu gabeko kanalak eta kristal zuriak agertu ziren. Azetonaren eta isopropanolaren oreka xurgatzeko ahalmena ere nabarmen handitu zen.

 

Soluzio alkalinoak aldatzeko teknologia

Zenbait adituk soluzio alkalinoa ere erabili zuten ikatz aktibatuaren bigarren mailako aktibazioa egiteko. Etxeko ikatz-oinarritutako ikatz aktibatua kontzentrazio ezberdineko Na0H disoluzioarekin busti ezazu poroen egitura kontrolatzeko. Emaitzek erakutsi zuten alkalino-kontzentrazio txikiagoak poroak handitzeko eta hedatzeko lagungarria zela. Efektu onena masa-kontzentrazioa %20koa zenean lortu zen. Ikatz aktibatuak azalera espezifiko handiena (681m2·g-1) eta poro bolumena (0,5916cm3·g-1) zituen. Na0H-ren masa-kontzentrazioa % 20 gainditzen denean, ikatz aktibatuaren poro-egitura suntsitzen da eta poro-egituraren parametroak jaisten hasten dira. Hau da, Na0H disoluzioaren kontzentrazio handiak karbono-eskeletoa herdoilduko duelako eta poro kopuru handi bat kolapsatu egingo delako.

Errendimendu handiko ikatz aktibatua prestatzea polimeroen nahastearen bidez. Aitzindariak furfural erretxina eta furfuril alkohola izan ziren, eta etilenglikola zen poroak eratzeko agentea. Poroen egitura hiru polimeroen edukia egokituz kontrolatu da, eta 0,008 eta 5 μm arteko poroen tamaina duen material porotsua lortu da. Zenbait jakintsuk frogatu dute poliuretano-imidazko filma (PUI) karbonozko filma lortzeko karbonozko filma lortzeko, eta poroen egitura poliuretanoko (PU) prepolimeroaren egitura molekularra aldatuz kontrola daitekeela [41]. PUI 200 °C-ra berotzen denean, PU eta poliimida (PI) sortuko dira. Tratamendu termikoko tenperatura 400 °C-ra igotzen denean, PU pirolisiak gasa sortzen du, eta ondorioz, PI pelikulan poro-egitura bat sortzen da. Karbonizatu ondoren, karbono film bat lortzen da. Horrez gain, polimeroen nahasketa metodoak materialaren propietate fisiko eta mekaniko batzuk ere hobe ditzake neurri batean.

 

Aktibazio katalitikoa erregulatzeko teknologia

Aktibazio katalitikoa erregulatzeko teknologia aktibazio kimikoaren metodoaren eta tenperatura altuko gasaren aktibazio metodoaren konbinazioa da. Oro har, lehengaiei substantzia kimikoak gehitzen zaizkie katalizatzaile gisa, eta katalizatzaileak karbono-material porotsuak lortzeko karbono-material porotsuak lortzeko karbono- edo aktibazio-prozesuan laguntzeko erabiltzen dira. Oro har, metalek orokorrean efektu katalitikoak dituzte, baina efektu katalitikoak aldatu egiten dira.

Izan ere, normalean ez dago material porotsuen aktibazio kimikoaren erregulazioaren eta aktibazio katalitikoaren erregulazioaren arteko muga nabaririk. Hau da, bi metodoek karbonizazio eta aktibazio prozesuan erreaktiboak gehitzen dituztelako. Erreaktibo hauen eginkizun espezifikoak zehazten du metodoa aktibazio katalitikoaren kategoriari dagokion ala ez.

Karbonozko material porotsuaren egiturak berak, katalizatzailearen propietate fisiko eta kimikoek, erreakzio katalitikoko baldintzek eta katalizatzailearen karga-metodoak eragin-maila desberdinak izan ditzakete erregulazio-efektuan. Lehengai gisa ikatz bituminosoa erabiliz, Mn(N03)2 eta Cu(N03)2 katalizatzaile gisa oxido metalikoak dituzten material porotsuak presta ditzakete. Metal oxidoen kantitate egokiak porositatea eta poroen bolumena hobe ditzake, baina metal ezberdinen efektu katalitikoak zertxobait desberdinak dira. Cu(N03)2-k poroen garapena susta dezake 1,5 ~ 2,0 nm-ko tartean. Horrez gain, lehengai errautsetan dauden metal oxidoek eta gatz ez-organikoek ere eginkizun katalitikoa izango dute aktibazio-prozesuan. Xie Qiang et al. [42] uste zuten materia inorganikoko kaltzioa eta burdina bezalako elementuen aktibazio katalitikoko erreakzioak poroen garapena susta dezakeela. Bi elementu horien edukia altuegia denean, produktuaren poro ertain eta handien proportzioa nabarmen handitzen da.

 

Ondorioa

Nahiz eta karbono aktibatuak, gehien erabiltzen den karbono porotsu berdearen materiala denez, industrian eta bizitzan zeregin garrantzitsua izan duen, oraindik ere ahalmen handia du lehengaien hedapenean, kostuen murrizketan, kalitatearen hobekuntzan, energiaren hobekuntzan, bizitzaren luzapenean eta indarra hobetzeko. . Kalitate handiko ikatz aktibatuaren lehengai merkeak aurkitzea, ikatz aktibatua ekoizteko teknologia garbi eta eraginkorra garatzea eta ikatz aktibatuaren poro-egitura optimizatzea eta erregulatzea aplikazio-eremu ezberdinen arabera, norabide garrantzitsua izango da ikatz aktibatuaren produktuen kalitatea hobetzeko eta sustatzeko. karbono aktibatuaren industriaren kalitate handiko garapena.