אופטימיזציה של מבנה נקבוביות הפחמן הנקבובי-Ⅰ

ברוכים הבאים לאתר שלנו לקבלת מידע על המוצר וייעוץ.

האתר שלנו:https://www.vet-china.com/

 

מאמר זה מנתח את שוק הפחם הפעיל הנוכחי, עורך ניתוח מעמיק של חומרי הגלם של פחם פעיל, מציג את שיטות אפיון מבנה הנקבוביות, שיטות ייצור, גורמי השפעה והתקדמות היישום של פחם פעיל וסוקר את תוצאות המחקר של פחם פעיל טכנולוגיית אופטימיזציה של מבנה הנקבוביות, שמטרתה לקדם פחמן פעיל לשחק תפקיד גדול יותר ביישום של טכנולוגיות ירוקות ודל פחמן.

הכנת פחם פעיל
באופן כללי, הכנת פחם פעיל מחולקת לשני שלבים: פחמול והפעלה

תהליך קרבוניזציה
פחמן מתייחס לתהליך של חימום הפחם הגולמי בטמפרטורה גבוהה תחת הגנה של גז אינרטי כדי לפרק את החומר הנדיף שלו ולהשיג תוצרי ביניים מופחמים. הפחמימה יכולה להשיג את המטרה הצפויה על ידי התאמת פרמטרי התהליך. מחקרים הראו כי טמפרטורת ההפעלה היא פרמטר מפתח בתהליך המשפיע על תכונות הפחממה. Jie Qiang et al. חקר את ההשפעה של קצב חימום הפחממה על הביצועים של פחם פעיל בכבשן מופל ומצא ששיעור נמוך יותר עוזר לשפר את התפוקה של חומרים מופחמים ולייצר חומרים באיכות גבוהה.

תהליך הפעלה
קרבוניזציה יכולה לגרום לחומרי הגלם ליצור מבנה מיקרו-גבישי הדומה לגרפיט וליצור מבנה נקבוביות ראשוני. עם זאת, נקבוביות אלו משובשות או חסומות ונסגרות על ידי חומרים אחרים, וכתוצאה מכך שטח פנים ספציפי קטן ודורש הפעלה נוספת. הפעלה היא תהליך של העשרת נוספת של מבנה הנקבוביות של המוצר המוגז, שמתבצע בעיקר באמצעות התגובה הכימית בין המפעיל לחומר הגלם: הוא יכול לקדם היווצרות של מבנה מיקרו-גבישי נקבובי.

ההפעלה עוברת בעיקר שלושה שלבים בתהליך העשרת נקבוביות החומר:
(1) פתיחת הנקבוביות הסגורות המקוריות (דרך נקבוביות);
(2) הגדלת הנקבוביות המקוריות (הרחבת נקבוביות);
(3) יצירת נקבוביות חדשות (יצירת נקבוביות);

שלוש ההשפעות הללו אינן מבוצעות לבד, אלא מתרחשות בו זמנית ובסינרגיה. באופן כללי, דרך נקבוביות ויצירת נקבוביות תורמים להגדלת מספר הנקבוביות, במיוחד מיקרו-נקבוביות, מה שמועיל להכנת חומרים נקבוביים בעלי נקבוביות גבוהה ושטח פנים ספציפי גדול, בעוד שהרחבת נקבוביות מוגזמת תגרום להתמזגות וחיבור הנקבוביות. , המרת מיקרו-נקבים לנקבוביות גדולות יותר. לכן, על מנת להשיג חומרי פחם פעיל עם נקבוביות מפותחות ושטח פנים ספציפי גדול, יש צורך להימנע מהפעלה מוגזמת. שיטות הפעלה נפוצות של פחמן פעיל כוללות שיטה כימית, שיטה פיזיקלית ושיטה פיזיקוכימית.

שיטת הפעלה כימית
שיטת הפעלה כימית מתייחסת לשיטה של ​​הוספת ריאגנטים כימיים לחומרי הגלם, ולאחר מכן חימוםם על ידי החדרת גזי מגן כגון N2 ו-Ar בכבשן חימום כדי להפחם ולהפעיל אותם בו זמנית. המפעילים הנפוצים הם בדרך כלל NaOH, KOH ו-H3P04. לשיטת ההפעלה הכימית יש יתרונות של טמפרטורת הפעלה נמוכה ותפוקה גבוהה, אך יש לה גם בעיות כמו קורוזיה גדולה, קושי בהסרת ריאגנטים משטח וזיהום סביבתי חמור.

שיטת הפעלה פיזית
שיטת הפעלה פיזית מתייחסת לפחם של חומרי הגלם ישירות בתנור, ולאחר מכן תגובה עם גזים כגון CO2 ו- H20 המוכנסים בטמפרטורה גבוהה כדי להשיג את המטרה של הגדלת נקבוביות והרחבת נקבוביות, אך לשיטת ההפעלה הפיזית יש יכולת שליטה גרועה של הנקבוביות מִבְנֶה. ביניהם, CO2 נמצא בשימוש נרחב בהכנת פחם פעיל מכיוון שהוא נקי, קל להשגה ובעלות נמוכה. השתמשו בקליפת קוקוס מוגזת כחומר גלם והפעילו אותה עם CO2 להכנת פחם פעיל עם מיקרו-נקבוביות מפותחות, עם שטח פנים ספציפי ונפח נקבוביות כולל של 1653m2·g-1 ו-0.1045cm3·g-1, בהתאמה. הביצועים הגיעו לתקן השימוש של פחם פעיל עבור קבלים דו-שכבתיים.

הפעל אבן שסק עם CO2 להכנת פחם פעיל במיוחד, לאחר הפעלה ב-1100℃ למשך 30 דקות, שטח הפנים הספציפי ונפח הנקבוביות הכולל הגיעו עד ל-3500m2·g-1 ו-1.84cm3·g-1, בהתאמה. השתמש ב-CO2 כדי לבצע הפעלה משנית על פחם פעיל בקליפת קוקוס מסחרית. לאחר ההפעלה, הצטמצמו המיקרו-נקבים של המוצר המוגמר, נפח המיקרו-נקבים גדל מ-0.21 cm3·g-1 ל-0.27 cm3·g-1, שטח הפנים הספציפי גדל מ-627.22 m2·g-1 ל-822.71 m2·g-1 , ויכולת הספיחה של הפנול גדלה ב-23.77%.

חוקרים אחרים חקרו את גורמי הבקרה העיקריים של תהליך הפעלת CO2. מוחמד ועוד. [21] מצא שהטמפרטורה היא הגורם המשפיע העיקרי כאשר משתמשים ב-CO2 להפעלת נסורת גומי. שטח הפנים הספציפי, נפח הנקבוביות והמיקרונקבוביות של המוצר המוגמר גדלו תחילה ולאחר מכן ירדו עם עליית הטמפרטורה. צ'נג סונג ועוד. [22] השתמש במתודולוגיית משטח תגובה כדי לנתח את תהליך הפעלת CO2 של קליפות אגוזי מקדמיה. התוצאות הראו שלטמפרטורת ההפעלה ולזמן ההפעלה יש את ההשפעה הגדולה ביותר על התפתחות מיקרונקבוביות פחמן פעיל.