Witamy na naszej stronie internetowej w celu uzyskania informacji o produktach i konsultacji.
Nasza strona internetowa:https://www.vet-china.com/
W artykule dokonano analizy aktualnego rynku węgla aktywnego, przeprowadzono pogłębioną analizę surowców węgla aktywnego, przedstawiono metody charakteryzacji struktury porów, metody produkcji, czynniki wpływające i postęp stosowania węgla aktywnego, a także dokonano przeglądu wyników badań węgla aktywnego technologię optymalizacji struktury porów, mającą na celu promowanie roli węgla aktywnego w stosowaniu technologii ekologicznych i niskoemisyjnych.
Przygotowanie węgla aktywnego
Ogólnie rzecz biorąc, wytwarzanie węgla aktywnego dzieli się na dwa etapy: karbonizację i aktywację
Proces karbonizacji
Karbonizacja oznacza proces ogrzewania surowego węgla w wysokiej temperaturze pod osłoną gazu obojętnego w celu rozłożenia jego substancji lotnych i uzyskania pośrednich produktów zwęglonych. Karbonizacja może osiągnąć oczekiwany cel poprzez dostosowanie parametrów procesu. Badania wykazały, że temperatura aktywacji jest kluczowym parametrem procesu wpływającym na właściwości karbonizacji. Jie Qiang i in. zbadał wpływ szybkości ogrzewania karbonizacji na wydajność węgla aktywnego w piecu muflowym i odkrył, że niższa szybkość pomaga poprawić wydajność materiałów karbonizowanych i wytwarzać materiały wysokiej jakości.
Proces aktywacji
Karbonizacja może sprawić, że surowce utworzą strukturę mikrokrystaliczną podobną do grafitu i wygenerują pierwotną strukturę porów. Jednakże pory te są zaburzone lub zablokowane i zamknięte przez inne substancje, co skutkuje małą powierzchnią właściwą i wymaga dalszej aktywacji. Aktywacja to proces dalszego wzbogacania struktury porów karbonizowanego produktu, który odbywa się głównie poprzez reakcję chemiczną pomiędzy aktywatorem a surowcem: może sprzyjać tworzeniu porowatej struktury mikrokrystalicznej.
Aktywacja przebiega głównie przez trzy etapy procesu wzbogacania porów materiału:
(1) otwarcie pierwotnie zamkniętych porów (przez pory);
(2) Powiększanie pierwotnych porów (ekspansja porów);
(3) Tworzenie nowych porów (tworzenie porów);
Te trzy efekty nie są realizowane samodzielnie, ale występują jednocześnie i synergistycznie. Ogólnie rzecz biorąc, poprzez pory i tworzenie porów sprzyjają zwiększeniu liczby porów, zwłaszcza mikroporów, co jest korzystne przy przygotowywaniu materiałów porowatych o dużej porowatości i dużej powierzchni właściwej, natomiast nadmierne rozszerzanie się porów spowoduje zlewanie się i łączenie porów , przekształcając mikropory w większe pory. Dlatego, aby otrzymać materiały z węglem aktywnym o rozwiniętych porach i dużej powierzchni właściwej, należy unikać nadmiernej aktywacji. Powszechnie stosowane metody aktywacji węglem aktywnym obejmują metodę chemiczną, metodę fizyczną i metodę fizykochemiczną.
Metoda aktywacji chemicznej
Metoda aktywacji chemicznej oznacza metodę dodawania odczynników chemicznych do surowców, a następnie ich podgrzewania poprzez wprowadzenie gazów ochronnych, takich jak N2 i Ar, w piecu grzewczym w celu ich jednoczesnego zwęglenia i aktywacji. Powszechnie stosowanymi aktywatorami są na ogół NaOH, KOH i H3P04. Metoda aktywacji chemicznej ma zalety w postaci niskiej temperatury aktywacji i wysokiej wydajności, ale wiąże się z problemami, takimi jak duża korozja, trudności w usuwaniu odczynników powierzchniowych i poważne zanieczyszczenie środowiska.
Metoda aktywacji fizycznej
Metoda aktywacji fizycznej odnosi się do karbonizacji surowców bezpośrednio w piecu, a następnie reakcji z gazami, takimi jak CO2 i H2O, wprowadzonymi w wysokiej temperaturze, aby osiągnąć cel polegający na zwiększeniu i rozszerzeniu porów, ale metoda aktywacji fizycznej ma słabą kontrolę porów struktura. Wśród nich CO2 jest szeroko stosowany do wytwarzania węgla aktywnego, ponieważ jest czysty, łatwy do uzyskania i tani. Jako surowca użyj zwęglonej łupiny orzecha kokosowego i aktywuj ją CO2, aby przygotować węgiel aktywny z rozwiniętymi mikroporami, o powierzchni właściwej i całkowitej objętości porów odpowiednio 1653m2·g-1 i 0,1045cm3·g-1. Wydajność osiągnęła standard stosowania węgla aktywnego dla kondensatorów dwuwarstwowych.
Aktywuj kamień nieśplikowy za pomocą CO2 w celu przygotowania superaktywnego węgla. Po aktywacji w temperaturze 1100℃ przez 30 minut powierzchnia właściwa i całkowita objętość porów osiągnęły odpowiednio 3500m2·g-1 i 1,84cm3·g-1. Użyj CO2 do przeprowadzenia wtórnej aktywacji dostępnego w handlu węgla aktywowanego z łupin orzecha kokosowego. Po aktywacji mikropory gotowego produktu uległy zwężeniu, objętość mikroporów wzrosła z 0,21 cm3·g-1 do 0,27 cm3·g-1, powierzchnia właściwa wzrosła z 627,22 m2·g-1 do 822,71 m2·g-1 , a zdolność adsorpcji fenolu wzrosła o 23,77%.
Inni badacze badali główne czynniki sterujące procesem aktywacji CO2. Mohammad i in. [21] odkryli, że głównym czynnikiem wpływającym na użycie CO2 do aktywacji trocin gumowych jest temperatura. Powierzchnia właściwa, objętość porów i mikroporowatość gotowego produktu najpierw wzrastały, a następnie malały wraz ze wzrostem temperatury. Cheng Song i in. [22] wykorzystali metodologię powierzchni odpowiedzi do analizy procesu aktywacji CO2 w łupinach orzechów makadamia. Wyniki wykazały, że największy wpływ na rozwój mikroporów węgla aktywnego ma temperatura i czas aktywacji.
Czas publikacji: 27 sierpnia 2024 r