Laipni lūdzam mūsu tīmekļa vietnē, lai iegūtu informāciju par produktiem un konsultācijas.
Mūsu mājas lapa:https://www.vet-china.com/
Fizikālās un ķīmiskās aktivācijas metode
Fizikālā un ķīmiskā aktivācijas metode attiecas uz porainu materiālu sagatavošanas metodi, apvienojot divas iepriekš minētās aktivizācijas metodes. Parasti vispirms tiek veikta ķīmiskā aktivizēšana, un pēc tam tiek veikta fiziskā aktivizēšana. Vispirms iemērciet celulozi 68% ~ 85% H3PO4 šķīdumā 85 ℃ 2 stundas, pēc tam karbonizējiet to mufeļkrāsnī 4 stundas un pēc tam aktivizējiet ar CO2. Iegūtās aktīvās ogles īpatnējais virsmas laukums bija pat 3700m2·g-1. Mēģiniet izmantot sizala šķiedru kā izejvielu un vienu reizi aktivizējiet aktīvās ogles šķiedru (ACF), kas iegūta, aktivizējot H3PO4, karsēja to līdz 830 ℃ zem N2 aizsardzības un pēc tam izmantoja ūdens tvaikus kā aktivatoru sekundārajai aktivācijai. ACF īpatnējais virsmas laukums, kas iegūts pēc 60 minūšu aktivizēšanas, tika ievērojami uzlabots.
Aktivizēto poru struktūras veiktspējas raksturojumsogleklis
Biežāk lietotās aktīvās ogles veiktspējas raksturošanas metodes un pielietošanas virzieni ir parādīti 2. tabulā. Materiāla poru struktūras raksturlielumus var pārbaudīt no diviem aspektiem: datu analīzes un attēlu analīzes.
Aktīvās ogles poru struktūras optimizācijas tehnoloģijas izpētes gaita
Lai gan aktivētajai oglei ir bagātīgas poras un milzīgs īpatnējais virsmas laukums, tai ir lieliska veiktspēja daudzās jomās. Tomēr, ņemot vērā izejvielu plašo selektivitāti un sarežģītos sagatavošanas apstākļus, gatavajiem izstrādājumiem parasti ir trūkumi: haotiska poru struktūra, atšķirīgs īpatnējais virsmas laukums, nesakārtots poru izmēru sadalījums un ierobežotas virsmas ķīmiskās īpašības. Tāpēc ir tādi trūkumi kā liela deva un šaura pielāgošanās spēja pieteikšanās procesā, kas nevar atbilst tirgus prasībām. Tāpēc ir liela praktiska nozīme, lai optimizētu un regulētu struktūru un uzlabotu tās visaptverošo izmantošanas veiktspēju. Parasti izmantotās metodes poru struktūras optimizēšanai un regulēšanai ietver ķīmisko regulēšanu, polimēru sajaukšanu un katalītiskās aktivācijas regulēšanu.
Ķīmiskās regulēšanas tehnoloģija
Ķīmiskās regulēšanas tehnoloģija attiecas uz porainu materiālu sekundārās aktivācijas (modifikācijas) procesu, kas iegūts pēc aktivācijas ar ķīmiskiem reaģentiem, erodējot sākotnējās poras, paplašinot mikroporas vai tālāk veidojot jaunas mikroporas, lai palielinātu materiāla īpatnējo virsmu un poru struktūru. Vispārīgi runājot, vienas aktivācijas galaprodukts parasti tiek iegremdēts 0,5–4 reizes ķīmiskā šķīdumā, lai regulētu poru struktūru un palielinātu īpatnējo virsmas laukumu. Kā reaģentus sekundārajai aktivācijai var izmantot visu veidu skābju un sārmu šķīdumus.
Skābes virsmas oksidācijas modifikācijas tehnoloģija
Skābes virsmas oksidācijas modifikācija ir plaši izmantota regulēšanas metode. Atbilstošā temperatūrā skābie oksidētāji var bagātināt poras aktīvās ogles iekšpusē, uzlabot tās poru izmēru un bagarēt bloķētās poras. Pašlaik pašmāju un ārvalstu pētījumi galvenokārt ir vērsti uz neorganisko skābju modifikāciju. HN03 ir plaši izmantots oksidants, un daudzi zinātnieki izmanto HN03, lai modificētu aktivēto ogli. Tongs Li et al. [28] atklāja, ka HN03 var palielināt skābekli un slāpekli saturošu funkcionālo grupu saturu aktīvās ogles virsmā un uzlabot dzīvsudraba adsorbcijas efektu.
Modificējot aktivēto ogli ar HN03, pēc modifikācijas aktīvās ogles īpatnējais virsmas laukums samazinājās no 652m2·g-1 līdz 241m2·g-1, vidējais poru izmērs palielinājās no 1,27 nm līdz 1,641 nm, un benzofenona adsorbcijas spēja simulētajā benzīnā palielinājās par 33,7%. Modificējoša koksnes aktivētā ogle ar attiecīgi 10% un 70% tilpuma koncentrāciju HN03. Rezultāti liecina, ka ar 10% HN03 modificētās aktīvās ogles īpatnējais virsmas laukums palielinājās no 925,45 m2·g-1 līdz 960,52 m2·g-1; pēc modifikācijas ar 70% HN03 īpatnējās virsmas laukums samazinājās līdz 935.89m2·g-1. Cu2+ atdalīšanas ātrums ar aktivēto ogli, kas modificēts ar divām HN03 koncentrācijām, bija attiecīgi virs 70% un 90%.
Aktīvajai oglei, ko izmanto adsorbcijas laukā, adsorbcijas efekts ir atkarīgs ne tikai no poru struktūras, bet arī no adsorbenta virsmas ķīmiskajām īpašībām. Poru struktūra nosaka aktivētās ogles īpatnējo virsmas laukumu un adsorbcijas spēju, savukārt virsmas ķīmiskās īpašības ietekmē aktivētās ogles un adsorbāta mijiedarbību. Visbeidzot tika atklāts, ka aktīvās ogles skābes modifikācija var ne tikai pielāgot poru struktūru aktīvās ogles iekšienē un attīrīt bloķētās poras, bet arī palielināt skābo grupu saturu uz materiāla virsmas un uzlabot virsmas polaritāti un hidrofilitāti. . EDTA adsorbcijas spēja ar aktivēto ogli, kas modificēta ar HCl, palielinājās par 49, 5%, salīdzinot ar to, kas bija pirms modifikācijas, kas bija labāka nekā HNO3 modifikācijas spēja.
Modificēta komerciālā aktīvā ogle ar attiecīgi HNO3 un H2O2! Īpatnējās virsmas laukumi pēc modifikācijas bija attiecīgi 91,3% un 80,8% no tiem, kas bija pirms modifikācijas. Virsmai tika pievienotas jaunas skābekli saturošas funkcionālās grupas, piemēram, karboksilgrupa, karbonilgrupa un fenols. Vislabākā bija nitrobenzola adsorbcijas spēja HNO3 modifikācijā, kas bija 3,3 reizes lielāka nekā pirms modifikācijas. Konstatēts, ka skābekli saturošo funkcionālo grupu satura palielināšanās aktivētajā oglē pēc skābes modifikācijas izraisīja virsmas skaita pieaugumu. aktīviem punktiem, kam bija tieša ietekme uz mērķa adsorbāta adsorbcijas spēju uzlabošanos.
Salīdzinot ar neorganiskajām skābēm, ir maz ziņojumu par aktīvās ogles organisko skābju modifikāciju. Salīdziniet organiskās skābes modifikācijas ietekmi uz aktīvās ogles poru struktūras īpašībām un metanola adsorbciju. Pēc modifikācijas aktīvās ogles īpatnējais virsmas laukums un kopējais poru tilpums samazinājās. Jo spēcīgāks skābums, jo lielāks samazinājums. Pēc modifikācijas ar skābeņskābi, vīnskābi un citronskābi aktīvās ogles īpatnējais virsmas laukums samazinājās attiecīgi no 898,59 m2·g-1 līdz 788,03 m2·g-1, 685,16 m2·g-1 un 622,98 m2·g-1. Tomēr aktīvās ogles mikroporozitāte pēc modifikācijas palielinājās. Ar citronskābi modificētās aktīvās ogles mikroporainība palielinājās no 75,9% līdz 81,5%.
Skābeņskābes un vīnskābes modifikācija ir labvēlīga metanola adsorbcijai, savukārt citronskābei ir inhibējoša iedarbība. Tomēr J.Paul Chen et al. [35] atklāja, ka ar citronskābi modificēta aktīvā ogle var uzlabot vara jonu adsorbciju. Lin Tang et al. [36] modificēta komerciāla aktīvā ogle ar skudrskābi, skābeņskābi un aminosulfonskābi. Pēc modifikācijas tika samazināts īpatnējais virsmas laukums un poru tilpums. Uz gatavā produkta virsmas izveidojās skābekli saturošas funkcionālās grupas, piemēram, 0-HC-0, C-0 un S=0, un parādījās nevienmērīgi iegravēti kanāli un balti kristāli. Ievērojami palielinājās arī acetona un izopropanola līdzsvara adsorbcijas spēja.
Sārma šķīdumu modifikācijas tehnoloģija
Daži zinātnieki izmantoja arī sārma šķīdumu, lai veiktu aktīvās ogles sekundāro aktivāciju. Impregnējiet mājās gatavotu aktivēto ogli uz akmeņoglēm ar dažādu koncentrāciju Na0H šķīdumu, lai kontrolētu poru struktūru. Rezultāti parādīja, ka zemāka sārmu koncentrācija veicināja poru palielināšanos un paplašināšanos. Labākais efekts tika sasniegts, ja masas koncentrācija bija 20%. Aktivētajai oglei bija vislielākais īpatnējais virsmas laukums (681m2·g-1) un poru tilpums (0,5916cm3·g-1). Kad Na0H masas koncentrācija pārsniedz 20%, aktīvās ogles poru struktūra tiek iznīcināta un poru struktūras parametri sāk samazināties. Tas ir tāpēc, ka augstā Na0H šķīduma koncentrācija korodēs oglekļa skeletu un sabruks liels skaits poru.
Augstas veiktspējas aktīvās ogles sagatavošana, sajaucot polimērus. Prekursori bija furfurola sveķi un furfurilspirts, un etilēnglikols bija poras veidojošais līdzeklis. Poru struktūra tika kontrolēta, pielāgojot trīs polimēru saturu, un tika iegūts porains materiāls ar poru izmēru no 0, 008 līdz 5 μm. Daži zinātnieki ir pierādījuši, ka poliuretāna-imīda plēvi (PUI) var karbonizēt, lai iegūtu oglekļa plēvi, un poru struktūru var kontrolēt, mainot poliuretāna (PU) prepolimēra molekulāro struktūru [41]. Kad PUI tiek uzkarsēts līdz 200°C, tiks ģenerēts PU un poliimīds (PI). Kad termiskās apstrādes temperatūra paaugstinās līdz 400°C, PU pirolīze rada gāzi, kā rezultātā uz PI plēves veidojas poru struktūra. Pēc karbonizācijas iegūst oglekļa plēvi. Turklāt polimēru sajaukšanas metode zināmā mērā var uzlabot arī dažas materiāla fizikālās un mehāniskās īpašības
Katalītiskās aktivācijas regulēšanas tehnoloģija
Katalītiskās aktivācijas regulēšanas tehnoloģija faktiski ir ķīmiskās aktivācijas metodes un augstas temperatūras gāzes aktivācijas metodes kombinācija. Parasti ķīmiskās vielas tiek pievienotas izejvielām kā katalizatori, un katalizatorus izmanto, lai palīdzētu karbonizācijas vai aktivizācijas procesā, lai iegūtu porainus oglekļa materiālus. Vispārīgi runājot, metāliem parasti ir katalītiska iedarbība, taču katalītiskā iedarbība atšķiras.
Faktiski parasti nav acīmredzamas robežas starp porainu materiālu ķīmiskās aktivācijas regulēšanu un katalītiskās aktivācijas regulēšanu. Tas ir tāpēc, ka abas metodes pievieno reaģentus karbonizācijas un aktivizācijas procesa laikā. Šo reaģentu īpašā loma nosaka, vai metode pieder katalītiskās aktivācijas kategorijai.
Pati porainā oglekļa materiāla struktūrai, katalizatora fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām, katalītiskās reakcijas apstākļiem un katalizatora iekraušanas metodei var būt dažādas ietekmes pakāpes uz regulēšanas efektu. Izmantojot bitumena ogles kā izejvielu, Mn(N03)2 un Cu(N03)2 kā katalizatorus var sagatavot porainus materiālus, kas satur metālu oksīdus. Atbilstošs metālu oksīdu daudzums var uzlabot porainību un poru tilpumu, taču dažādu metālu katalītiskā iedarbība ir nedaudz atšķirīga. Cu(N03)2 var veicināt poru attīstību diapazonā no 1,5 līdz 2,0 nm. Turklāt izejmateriāla pelnos esošie metālu oksīdi un neorganiskie sāļi arī spēlēs katalītisku lomu aktivācijas procesā. Xie Qiang et al. [42] uzskatīja, ka tādu elementu kā kalcijs un dzelzs katalītiskā aktivācijas reakcija neorganiskās vielās var veicināt poru attīstību. Ja šo divu elementu saturs ir pārāk augsts, produktā ievērojami palielinās vidējo un lielo poru īpatsvars.
Secinājums
Lai gan aktivētajai oglei kā visplašāk izmantotajam zaļās porainā oglekļa materiālam ir bijusi nozīmīga loma rūpniecībā un dzīvē, tai joprojām ir liels potenciāls izejvielu paplašināšanai, izmaksu samazināšanai, kvalitātes uzlabošanai, enerģijas uzlabošanai, kalpošanas laika pagarināšanai un izturības uzlabošanai. . Kvalitatīvu un lētu aktīvās ogles izejvielu atrašana, tīras un efektīvas aktīvās ogles ražošanas tehnoloģijas izstrāde, aktīvās ogles poru struktūras optimizēšana un regulēšana atbilstoši dažādām pielietojuma jomām būs nozīmīgs virziens aktīvās ogles produktu kvalitātes uzlabošanai un veicināšanai. aktīvās ogles nozares kvalitatīva attīstība.
Publicēšanas laiks: 27. augusts 2024