Optimalisatie van de poreuze koolstofporiestructuur-Ⅰ

Welkom op onze website voor productinformatie en advies.

Onze website:https://www.vet-china.com/

 

Dit artikel analyseert de huidige markt voor actieve kool, voert een diepgaande analyse uit van de grondstoffen van actieve kool, introduceert de methoden voor de karakterisering van de poriestructuur, productiemethoden, beïnvloedende factoren en de voortgang van de toepassing van actieve kool, en beoordeelt de onderzoeksresultaten van actieve kool technologie voor optimalisatie van de poriestructuur, met als doel actieve kool te bevorderen om een ​​grotere rol te spelen bij de toepassing van groene en koolstofarme technologieën.

640 (4)

Bereiding van actieve kool
Over het algemeen is de bereiding van actieve kool verdeeld in twee fasen: carbonisatie en activering

Carbonisatieproces
Carbonisatie verwijst naar het proces waarbij de ruwe steenkool op hoge temperatuur wordt verwarmd onder de bescherming van inert gas om de vluchtige stoffen ervan te ontleden en tussenproducten te verkrijgen. De carbonisatie kan het verwachte doel bereiken door de procesparameters aan te passen. Studies hebben aangetoond dat de activeringstemperatuur een belangrijke procesparameter is die de carbonisatie-eigenschappen beïnvloedt. Jie Qiang et al. bestudeerde het effect van de verkoolde verwarmingssnelheid op de prestaties van actieve kool in een moffeloven en ontdekte dat een lagere snelheid helpt de opbrengst aan verkoolde materialen te verbeteren en materialen van hoge kwaliteit te produceren.

Activeringsproces
Door carbonisatie kunnen de grondstoffen een microkristallijne structuur vormen die lijkt op grafiet en een primaire poriënstructuur genereren. Deze poriën zijn echter verstoord of geblokkeerd en gesloten door andere stoffen, wat resulteert in een klein specifiek oppervlak en verdere activering vereist. Activering is het proces van het verder verrijken van de poriënstructuur van het verkoolde product, dat voornamelijk wordt uitgevoerd door de chemische reactie tussen de activator en de grondstof: het kan de vorming van een poreuze microkristallijne structuur bevorderen.

De activering doorloopt hoofdzakelijk drie fasen in het proces van het verrijken van de poriën van het materiaal:
(1) Het openen van de oorspronkelijk gesloten poriën (via poriën);
(2) Vergroten van de oorspronkelijke poriën (porie-expansie);
(3) Het vormen van nieuwe poriën (poriecreatie);

Deze drie effecten worden niet alleen uitgevoerd, maar treden gelijktijdig en synergetisch op. Over het algemeen zijn poriën en poriëncreatie bevorderlijk voor het vergroten van het aantal poriën, vooral microporiën, wat gunstig is voor de bereiding van poreuze materialen met een hoge porositeit en een groot specifiek oppervlak, terwijl overmatige porie-uitbreiding ervoor zal zorgen dat de poriën samensmelten en verbinden , waarbij microporiën worden omgezet in grotere poriën. Om geactiveerde koolstofmaterialen met ontwikkelde poriën en een groot specifiek oppervlak te verkrijgen, is het daarom noodzakelijk om overmatige activering te vermijden. Veelgebruikte activeringsmethoden met actieve kool omvatten de chemische methode, de fysische methode en de fysisch-chemische methode.

Chemische activeringsmethode
Chemische activeringsmethode verwijst naar een methode waarbij chemische reagentia aan de grondstoffen worden toegevoegd en deze vervolgens worden verwarmd door beschermende gassen zoals N2 en Ar in een verwarmingsoven te introduceren om ze tegelijkertijd te carboniseren en te activeren. Veelgebruikte activatoren zijn over het algemeen NaOH, KOH en H3P04. De chemische activeringsmethode heeft de voordelen van een lage activeringstemperatuur en een hoge opbrengst, maar kent ook problemen zoals grote corrosie, problemen bij het verwijderen van oppervlaktereagentia en ernstige milieuvervuiling.

Fysieke activeringsmethode
Fysieke activeringsmethode verwijst naar het carboniseren van de grondstoffen direct in de oven en vervolgens reageren met gassen zoals CO2 en H20 die bij hoge temperatuur worden geïntroduceerd om het doel van het vergroten van de poriën en het vergroten van de poriën te bereiken, maar de fysieke activeringsmethode heeft een slechte beheersbaarheid van de poriën. structuur. Onder hen wordt CO2 veel gebruikt bij de bereiding van actieve kool omdat het schoon, gemakkelijk te verkrijgen en goedkoop is. Gebruik verkoolde kokosnootschalen als grondstof en activeer deze met CO2 om actieve kool te bereiden met ontwikkelde microporiën, met een specifiek oppervlak en een totaal porievolume van respectievelijk 1653m2·g-1 en 0,1045cm3·g-1. De prestaties bereikten de gebruiksnorm van actieve kool voor dubbellaagse condensatoren.

640 (1)

Activeer loquatsteen met CO2 om superactieve kool te bereiden. Na activering bij 1100 ℃ gedurende 30 minuten bereikten het specifieke oppervlak en het totale poriënvolume respectievelijk 3500 m2·g-1 en 1,84 cm3·g-1. Gebruik CO2 om secundaire activering uit te voeren op commerciële actieve kool uit kokosnootschalen. Na activering werden de microporiën van het eindproduct vernauwd, het microporiënvolume nam toe van 0,21 cm3·g-1 naar 0,27 cm3·g-1, het specifieke oppervlak nam toe van 627,22 m2·g-1 naar 822,71 m2·g-1 en de adsorptiecapaciteit van fenol werd met 23,77% verhoogd.

640 (3)

Andere wetenschappers hebben de belangrijkste controlefactoren van het CO2-activatieproces bestudeerd. Mohammed et al. [21] ontdekte dat temperatuur de belangrijkste beïnvloedende factor is wanneer CO2 wordt gebruikt om rubberzaagsel te activeren. Het specifieke oppervlak, het poriënvolume en de microporositeit van het eindproduct namen eerst toe en namen vervolgens af bij toenemende temperatuur. Cheng Song et al. [22] gebruikte responsoppervlaktemethodologie om het CO2-activatieproces van macadamianotendoppen te analyseren. De resultaten toonden aan dat de activeringstemperatuur en activeringstijd de grootste invloed hebben op de ontwikkeling van actieve koolmicroporiën.


Posttijd: 27 augustus 2024
WhatsApp Onlinechat!