Selamat datang ke laman web kami untuk maklumat produk dan perundingan.
laman web kami:https://www.vet-china.com/
Kaedah pengaktifan fizikal dan kimia
Kaedah pengaktifan fizikal dan kimia merujuk kepada kaedah penyediaan bahan berliang dengan menggabungkan dua kaedah pengaktifan di atas. Secara amnya, pengaktifan kimia dilakukan terlebih dahulu, dan kemudian pengaktifan fizikal dilakukan. Mula-mula rendam selulosa dalam larutan H3PO4 68%~85% pada 85 ℃ selama 2j, kemudian dikarbonatkan dalam relau meredam selama 4j, dan kemudian aktifkannya dengan CO2. Luas permukaan khusus karbon teraktif yang diperolehi adalah setinggi 3700m2·g-1. Cuba gunakan gentian sisal sebagai bahan mentah, dan aktifkan gentian karbon teraktif (ACF) yang diperoleh dengan pengaktifan H3PO4 sekali, panaskan hingga 830 ℃ di bawah perlindungan N2, dan kemudian gunakan wap air sebagai pengaktif untuk pengaktifan sekunder. Luas permukaan spesifik ACF yang diperoleh selepas 60 minit pengaktifan telah bertambah baik dengan ketara.
Pencirian prestasi struktur liang diaktifkankarbon
Kaedah pencirian prestasi karbon teraktif yang biasa digunakan dan arahan penggunaan ditunjukkan dalam Jadual 2. Ciri struktur liang bahan boleh diuji dari dua aspek: analisis data dan analisis imej.
Kemajuan penyelidikan teknologi pengoptimuman struktur liang karbon diaktifkan
Walaupun karbon teraktif mempunyai liang yang kaya dan luas permukaan khusus yang besar, ia mempunyai prestasi cemerlang dalam banyak bidang. Walau bagaimanapun, disebabkan pemilihan bahan mentah yang luas dan keadaan penyediaan yang kompleks, produk siap secara amnya mempunyai kelemahan struktur liang huru-hara, luas permukaan spesifik yang berbeza, taburan saiz liang tidak teratur, dan sifat kimia permukaan yang terhad. Oleh itu, terdapat kelemahan seperti dos yang besar dan kebolehsuaian sempit dalam proses permohonan, yang tidak dapat memenuhi keperluan pasaran. Oleh itu, adalah sangat penting untuk mengoptimumkan dan mengawal selia struktur dan meningkatkan prestasi penggunaannya yang menyeluruh. Kaedah yang biasa digunakan untuk mengoptimumkan dan mengawal selia struktur liang termasuk peraturan kimia, pengadunan polimer, dan peraturan pengaktifan pemangkin.
Teknologi peraturan kimia
Teknologi pengawalseliaan kimia merujuk kepada proses pengaktifan sekunder (pengubahsuaian) bahan berliang yang diperolehi selepas pengaktifan dengan reagen kimia, menghakis liang asal, mengembangkan mikropori, atau seterusnya mencipta mikropori baharu untuk meningkatkan luas permukaan dan struktur liang bahan tertentu. Secara umumnya, produk siap satu pengaktifan biasanya direndam dalam 0.5~4 kali larutan kimia untuk mengawal struktur liang dan meningkatkan kawasan permukaan tertentu. Semua jenis larutan asid dan alkali boleh digunakan sebagai reagen untuk pengaktifan sekunder.
Teknologi pengubahsuaian pengoksidaan permukaan asid
Pengubahsuaian pengoksidaan permukaan asid ialah kaedah peraturan yang biasa digunakan. Pada suhu yang sesuai, oksida asid boleh memperkayakan pori-pori di dalam karbon teraktif, memperbaiki saiz liangnya, dan mengorek liang tersumbat. Pada masa ini, penyelidikan dalam dan luar negara tertumpu terutamanya kepada pengubahsuaian asid tak organik. HN03 ialah oksidan yang biasa digunakan, dan ramai sarjana menggunakan HN03 untuk mengubah suai karbon teraktif. Tong Li et al. [28] mendapati bahawa HN03 boleh meningkatkan kandungan kumpulan berfungsi yang mengandungi oksigen dan nitrogen pada permukaan karbon teraktif dan meningkatkan kesan penjerapan merkuri.
Mengubah suai karbon teraktif dengan HN03, selepas pengubahsuaian, luas permukaan khusus karbon teraktif menurun daripada 652m2·g-1 kepada 241m2·g-1, saiz liang purata meningkat daripada 1.27nm kepada 1.641nm, dan kapasiti penjerapan benzofenon dalam petrol simulasi meningkat sebanyak 33.7%. Mengubah suai karbon teraktif kayu dengan kepekatan isipadu 10% dan 70% HN03, masing-masing. Keputusan menunjukkan bahawa luas permukaan spesifik karbon teraktif yang diubah suai dengan 10% HN03 meningkat daripada 925.45m2·g-1 kepada 960.52m2·g-1; selepas pengubahsuaian dengan 70% HN03, luas permukaan khusus berkurangan kepada 935.89m2·g-1. Kadar penyingkiran Cu2+ oleh karbon teraktif yang diubah suai dengan dua kepekatan HN03 masing-masing melebihi 70% dan 90%.
Bagi karbon teraktif yang digunakan dalam medan penjerapan, kesan penjerapan bergantung bukan sahaja pada struktur liang tetapi juga pada sifat kimia permukaan penjerap. Struktur liang menentukan luas permukaan tertentu dan kapasiti penjerapan karbon teraktif, manakala sifat kimia permukaan mempengaruhi interaksi antara karbon teraktif dan penjerap. Akhirnya didapati bahawa pengubahsuaian asid karbon teraktif bukan sahaja dapat melaraskan struktur liang di dalam karbon diaktifkan dan membersihkan liang tersumbat, tetapi juga meningkatkan kandungan kumpulan berasid pada permukaan bahan dan meningkatkan kekutuban dan hidrofilik permukaan. . Kapasiti penjerapan EDTA oleh karbon teraktif yang diubah suai oleh HCI meningkat sebanyak 49.5% berbanding sebelum pengubahsuaian, yang lebih baik daripada pengubahsuaian HNO3.
Karbon teraktif komersial yang diubah suai dengan HNO3 dan H2O2 masing-masing! Kawasan permukaan khusus selepas pengubahsuaian masing-masing adalah 91.3% dan 80.8% daripada sebelum pengubahsuaian. Kumpulan berfungsi baru yang mengandungi oksigen seperti karboksil, karbonil dan fenol telah ditambah ke permukaan. Kapasiti penjerapan nitrobenzena oleh pengubahsuaian HNO3 adalah yang terbaik, iaitu 3.3 kali ganda sebelum pengubahsuaian. Didapati bahawa peningkatan kandungan kumpulan berfungsi yang mengandungi oksigen dalam karbon teraktif selepas pengubahsuaian asid membawa kepada peningkatan bilangan permukaan. titik aktif, yang mempunyai kesan langsung ke atas meningkatkan kapasiti penjerapan bahan penjerap sasaran.
Berbanding dengan asid tak organik, terdapat beberapa laporan mengenai pengubahsuaian asid organik karbon teraktif. Bandingkan kesan pengubahsuaian asid organik ke atas sifat struktur liang karbon teraktif dan penjerapan metanol. Selepas pengubahsuaian, kawasan permukaan tertentu dan jumlah isipadu liang karbon teraktif berkurangan. Semakin kuat keasidan, semakin besar penurunannya. Selepas pengubahsuaian dengan asid oksalik, asid tartarik dan asid sitrik, luas permukaan spesifik karbon teraktif berkurangan daripada 898.59m2·g-1 kepada 788.03m2·g-1, 685.16m2·g-1 dan 622.98m2·g-1 masing-masing. Walau bagaimanapun, mikroporositi karbon teraktif meningkat selepas pengubahsuaian. Mikroporositi karbon teraktif yang diubah suai dengan asid sitrik meningkat daripada 75.9% kepada 81.5%.
Pengubahsuaian asid oksalik dan asid tartarik bermanfaat kepada penjerapan metanol, manakala asid sitrik mempunyai kesan perencatan. Walau bagaimanapun, J.Paul Chen et al. [35] mendapati bahawa karbon teraktif yang diubah suai dengan asid sitrik boleh meningkatkan penjerapan ion kuprum. Lin Tang et al. [36] karbon teraktif komersial yang diubah suai dengan asid formik, asid oksalik dan asid aminosulfonik. Selepas pengubahsuaian, kawasan permukaan tertentu dan isipadu liang dikurangkan. Kumpulan berfungsi yang mengandungi oksigen seperti 0-HC-0, C-0 dan S=0 telah terbentuk pada permukaan produk siap, dan saluran terukir yang tidak rata dan hablur putih muncul. Kapasiti penjerapan keseimbangan aseton dan isopropanol juga meningkat dengan ketara.
Teknologi pengubahsuaian larutan alkali
Sesetengah sarjana juga menggunakan larutan alkali untuk melakukan pengaktifan sekunder pada karbon teraktif. Impregnasi karbon aktif berasaskan arang batu buatan sendiri dengan larutan Na0H dengan kepekatan berbeza untuk mengawal struktur liang. Keputusan menunjukkan bahawa kepekatan alkali yang lebih rendah adalah kondusif untuk peningkatan dan pengembangan liang. Kesan terbaik dicapai apabila kepekatan jisim adalah 20%. Karbon teraktif mempunyai luas permukaan spesifik tertinggi (681m2·g-1) dan isipadu liang (0.5916cm3·g-1). Apabila kepekatan jisim Na0H melebihi 20%, struktur liang karbon teraktif dimusnahkan dan parameter struktur liang mula berkurangan. Ini kerana kepekatan larutan Na0H yang tinggi akan menghakis rangka karbon dan sebilangan besar liang akan runtuh.
Menyediakan karbon teraktif berprestasi tinggi dengan pengadunan polimer. Prekursor adalah resin furfural dan alkohol furfuryl, dan etilena glikol adalah agen pembentuk liang. Struktur liang dikawal dengan melaraskan kandungan tiga polimer, dan bahan berliang dengan saiz liang antara 0.008 dan 5 μm diperolehi. Beberapa sarjana telah membuktikan bahawa filem poliuretana-imida (PUI) boleh dikarbonkan untuk mendapatkan filem karbon, dan struktur liang boleh dikawal dengan mengubah struktur molekul prapolimer poliuretana (PU) [41]. Apabila PUI dipanaskan hingga 200°C, PU dan polimida (PI) akan terhasil. Apabila suhu rawatan haba meningkat kepada 400°C, pirolisis PU menghasilkan gas, mengakibatkan pembentukan struktur liang pada filem PI. Selepas pengkarbonan, filem karbon diperolehi. Di samping itu, kaedah pengadunan polimer juga boleh meningkatkan beberapa sifat fizikal dan mekanikal bahan pada tahap tertentu
Teknologi peraturan pengaktifan pemangkin
Teknologi peraturan pengaktifan pemangkin sebenarnya adalah gabungan kaedah pengaktifan kimia dan kaedah pengaktifan gas suhu tinggi. Secara amnya, bahan kimia ditambah kepada bahan mentah sebagai pemangkin, dan pemangkin digunakan untuk membantu proses pengkarbonan atau pengaktifan untuk mendapatkan bahan karbon berliang. Secara umumnya, logam umumnya mempunyai kesan pemangkin, tetapi kesan pemangkin berbeza-beza.
Malah, biasanya tiada sempadan yang jelas antara peraturan pengaktifan kimia dan peraturan pengaktifan pemangkin bahan berliang. Ini kerana kedua-dua kaedah menambah reagen semasa proses pengkarbonan dan pengaktifan. Peranan khusus reagen ini menentukan sama ada kaedah itu tergolong dalam kategori pengaktifan pemangkin.
Struktur bahan karbon berliang itu sendiri, sifat fizikal dan kimia pemangkin, keadaan tindak balas pemangkin dan kaedah pemuatan mangkin semuanya boleh mempunyai darjah pengaruh yang berbeza terhadap kesan peraturan. Menggunakan arang batu bitumen sebagai bahan mentah, Mn(N03)2 dan Cu(N03)2 sebagai mangkin boleh menyediakan bahan berliang yang mengandungi oksida logam. Jumlah oksida logam yang sesuai boleh meningkatkan keliangan dan isipadu liang, tetapi kesan pemangkin logam yang berbeza sedikit berbeza. Cu(N03)2 boleh menggalakkan pembangunan liang dalam julat 1.5~2.0nm. Selain itu, oksida logam dan garam tak organik yang terkandung dalam abu bahan mentah juga akan memainkan peranan pemangkin dalam proses pengaktifan. Xie Qiang et al. [42] percaya bahawa tindak balas pengaktifan pemangkin unsur-unsur seperti kalsium dan besi dalam bahan tak organik boleh menggalakkan perkembangan liang. Apabila kandungan kedua-dua elemen ini terlalu tinggi, bahagian pori sederhana dan besar dalam produk meningkat dengan ketara.
Kesimpulan
Walaupun karbon teraktif, sebagai bahan karbon berliang hijau yang paling banyak digunakan, telah memainkan peranan penting dalam industri dan kehidupan, ia masih mempunyai potensi besar untuk penambahbaikan dalam pengembangan bahan mentah, pengurangan kos, peningkatan kualiti, peningkatan tenaga, lanjutan hayat dan peningkatan kekuatan. . Mencari bahan mentah karbon teraktif yang berkualiti tinggi dan murah, membangunkan teknologi pengeluaran karbon teraktif yang bersih dan cekap, dan mengoptimumkan serta mengawal selia struktur liang karbon teraktif mengikut bidang aplikasi yang berbeza akan menjadi hala tuju penting untuk meningkatkan kualiti produk karbon teraktif dan mempromosikan pembangunan berkualiti tinggi industri karbon teraktif.
Masa siaran: Ogos-27-2024