Dobrodošli na naši spletni strani za informacije o izdelkih in svetovanje.
Naše spletno mesto:https://www.vet-china.com/
Metoda fizikalne in kemične aktivacije
Metoda fizikalne in kemične aktivacije se nanaša na metodo priprave poroznih materialov s kombinacijo zgornjih dveh metod aktivacije. Na splošno se najprej izvede kemična aktivacija, nato pa fizična aktivacija. Najprej namočite celulozo v 68% ~ 85% raztopini H3PO4 pri 85 ℃ za 2 uri, nato jo karbonizirajte v mufelni peči za 4 ure in jo nato aktivirajte s CO2. Specifična površina pridobljenega aktivnega oglja je znašala kar 3700m2·g-1. Poskusite uporabiti vlakna sisala kot surovino in enkrat aktivirajte vlakna z aktivnim ogljem (ACF), pridobljena z aktivacijo H3PO4, jih segrejte na 830 ℃ pod zaščito N2 in nato uporabite vodno paro kot aktivator za sekundarno aktivacijo. Specifična površina ACF, pridobljena po 60 minutah aktivacije, se je znatno izboljšala.
Karakterizacija delovanja strukture por aktiviranegaogljik
Običajno uporabljene metode karakterizacije delovanja aktivnega oglja in navodila za uporabo so prikazani v tabeli 2. Značilnosti strukture por materiala je mogoče preizkusiti z dveh vidikov: analize podatkov in analize slike.
Napredek raziskav tehnologije optimizacije strukture por aktivnega oglja
Čeprav ima aktivno oglje bogate pore in ogromno specifično površino, ima odlično delovanje na številnih področjih. Vendar pa imajo končni izdelki zaradi široke selektivnosti surovin in zapletenih pogojev priprave slabosti kaotične strukture por, različne specifične površine, neurejene porazdelitve velikosti por in omejenih površinskih kemijskih lastnosti. Zato obstajajo slabosti, kot so veliki odmerki in ozka prilagodljivost v postopku uporabe, ki ne morejo izpolniti zahtev trga. Zato je zelo praktičnega pomena optimizirati in regulirati strukturo ter izboljšati njeno celovito učinkovitost uporabe. Običajno uporabljene metode za optimizacijo in uravnavanje strukture por vključujejo kemično regulacijo, mešanje polimerov in regulacijo katalitične aktivacije.
Tehnologija kemične regulacije
Tehnologija kemijske regulacije se nanaša na proces sekundarne aktivacije (modifikacije) poroznih materialov, pridobljenih po aktivaciji s kemičnimi reagenti, erodiranje prvotnih por, razširitev mikropor ali nadaljnje ustvarjanje novih mikropor za povečanje specifične površine in strukture por materiala. Na splošno je končni izdelek ene aktivacije običajno potopljen v 0,5- do 4-kratno količino kemične raztopine za uravnavanje strukture por in povečanje specifične površine. Kot reagenti za sekundarno aktivacijo se lahko uporabljajo vse vrste raztopin kislin in alkalij.
Tehnologija modifikacije kislinske površinske oksidacije
Modifikacija kislinske površinske oksidacije je pogosto uporabljena regulacijska metoda. Pri ustrezni temperaturi lahko kislinski oksidanti obogatijo pore v aktivnem oglju, izboljšajo njegovo velikost in odstranijo zamašene pore. Trenutno se domače in tuje raziskave osredotočajo predvsem na modifikacijo anorganskih kislin. HN03 je pogosto uporabljen oksidant in mnogi učenjaki uporabljajo HN03 za modificiranje aktivnega oglja. Tong Li et al. [28] so ugotovili, da lahko HN03 poveča vsebnost funkcionalnih skupin, ki vsebujejo kisik in dušik, na površini aktivnega oglja in izboljša adsorpcijski učinek živega srebra.
Pri modificiranju aktivnega oglja s HN03 se je po modifikaciji specifična površina aktivnega oglja zmanjšala s 652 m2 · g-1 na 241 m2 · g-1, povprečna velikost por se je povečala s 1,27 nm na 1,641 nm in adsorpcijska zmogljivost benzofenona pri simuliranem bencinu povečala za 33,7 %. Aktivno oglje za modificiranje lesa z 10% oziroma 70% volumsko koncentracijo HN03. Rezultati kažejo, da se je specifična površina aktivnega oglja, modificiranega z 10 % HN03, povečala z 925,45 m2·g-1 na 960,52 m2·g-1; po modifikaciji s 70 % HN03 se je specifična površina zmanjšala na 935,89 m2·g-1. Stopnje odstranitve Cu2+ z aktivnim ogljem, modificiranim z dvema koncentracijama HN03, so bile nad 70 % oziroma 90 %.
Pri aktivnem oglju, ki se uporablja na področju adsorpcije, adsorpcijski učinek ni odvisen samo od strukture por, ampak tudi od kemičnih lastnosti površine adsorbenta. Struktura por določa specifično površino in adsorpcijsko sposobnost aktivnega oglja, medtem ko kemične lastnosti površine vplivajo na interakcijo med aktivnim ogljem in adsorbatom. Končno je bilo ugotovljeno, da lahko kislinska modifikacija aktivnega oglja ne le prilagodi strukturo por znotraj aktivnega oglja in očisti zamašene pore, ampak tudi poveča vsebnost kislih skupin na površini materiala in poveča polarnost in hidrofilnost površine. . Kapaciteta adsorpcije EDTA z aktivnim ogljem, modificiranim s HCl, se je povečala za 49,5 % v primerjavi s tisto pred modifikacijo, kar je bilo boljše kot pri modifikaciji HNO3.
Modificirano komercialno aktivno oglje s HNO3 oziroma H2O2! Specifične površine po modifikaciji so bile 91,3 % oziroma 80,8 % tistih pred modifikacijo. Na površino so bile dodane nove funkcionalne skupine, ki vsebujejo kisik, kot so karboksil, karbonil in fenol. Najboljša je bila adsorpcijska kapaciteta nitrobenzena z modifikacijo s HNO3, ki je bila 3,3-krat večja kot pred modifikacijo. Ugotovljeno je bilo, da je povečanje vsebnosti kisik vsebujočih funkcionalnih skupin v aktivnem oglju po kislinski modifikaciji povzročilo povečanje števila površinskih aktivnih točk, kar je neposredno vplivalo na izboljšanje adsorpcijske sposobnosti tarčnega adsorbata.
V primerjavi z anorganskimi kislinami je malo poročil o modifikaciji aktivnega oglja z organskimi kislinami. Primerjajte učinke modifikacije organske kisline na lastnosti strukture por aktivnega oglja in adsorpcijo metanola. Po modifikaciji sta se specifična površina in skupni volumen por aktivnega oglja zmanjšala. Večja kot je kislost, večje je zmanjšanje. Po modifikaciji z oksalno kislino, vinsko kislino in citronsko kislino se je specifična površina aktivnega oglja zmanjšala z 898,59 m2·g-1 na 788,03 m2·g-1, 685,16 m2·g-1 oziroma 622,98 m2·g-1. Vendar se je mikroporoznost aktivnega oglja po modifikaciji povečala. Mikroporoznost aktivnega oglja, modificiranega s citronsko kislino, se je povečala s 75,9 % na 81,5 %.
Modifikacije oksalne kisline in vinske kisline so koristne za adsorpcijo metanola, medtem ko ima citronska kislina zaviralni učinek. Vendar pa J.Paul Chen et al. [35] so ugotovili, da lahko aktivno oglje, modificirano s citronsko kislino, poveča adsorpcijo bakrovih ionov. Lin Tang et al. [36] modificirano komercialno aktivno oglje z mravljično kislino, oksalno kislino in aminosulfonsko kislino. Po modifikaciji sta se specifična površina in volumen por zmanjšali. Na površini končnega izdelka so se oblikovale funkcionalne skupine, ki vsebujejo kisik, kot so 0-HC-0, C-0 in S=0, pojavili pa so se neenakomerni jedkani kanali in beli kristali. Znatno se je povečala tudi ravnotežna adsorpcijska kapaciteta acetona in izopropanola.
Tehnologija modifikacije alkalne raztopine
Nekateri učenjaki so uporabili tudi alkalno raztopino za izvedbo sekundarne aktivacije na aktivnem oglju. Domače aktivno oglje na osnovi premoga impregnirajte z raztopino Na0H različnih koncentracij za nadzor strukture por. Rezultati so pokazali, da nižja koncentracija alkalij vodi k povečanju in razširitvi por. Najboljši učinek je bil dosežen pri 20 % masni koncentraciji. Aktivno oglje je imelo največjo specifično površino (681m2·g-1) in volumen por (0,5916cm3·g-1). Ko masna koncentracija Na0H preseže 20%, se struktura por aktivnega oglja uniči in parametri strukture por se začnejo zmanjševati. To je zato, ker bo visoka koncentracija raztopine Na0H razjedala ogljikov skelet in veliko število por se bo zrušilo.
Priprava visoko zmogljivega aktivnega oglja z mešanjem polimerov. Prekurzorja sta bila furfuralna smola in furfuril alkohol, etilen glikol pa je bil sredstvo za tvorbo por. Strukturo por smo nadzorovali s prilagajanjem vsebnosti treh polimerov in dobili smo porozen material z velikostjo por med 0,008 in 5 μm. Nekateri znanstveniki so dokazali, da je poliuretan-imidni film (PUI) mogoče karbonizirati, da dobimo ogljikov film, strukturo por pa je mogoče nadzorovati s spreminjanjem molekularne strukture poliuretanskega (PU) predpolimera [41]. Ko se PUI segreje na 200 °C, bosta nastala PU in poliimid (PI). Ko se temperatura toplotne obdelave dvigne na 400 °C, piroliza PU proizvaja plin, kar ima za posledico nastanek strukture por na PI filmu. Po karbonizaciji dobimo ogljikov film. Poleg tega lahko metoda mešanja polimerov do določene mere izboljša tudi nekatere fizikalne in mehanske lastnosti materiala
Tehnologija regulacije katalitične aktivacije
Tehnologija regulacije katalitične aktivacije je pravzaprav kombinacija metode kemične aktivacije in metode aktivacije s plinom pri visoki temperaturi. Na splošno se kemične snovi dodajajo surovinam kot katalizatorji, katalizatorji pa se uporabljajo za pomoč pri procesu karbonizacije ali aktivacije za pridobivanje poroznih ogljikovih materialov. Na splošno imajo kovine na splošno katalitične učinke, vendar so katalitični učinki različni.
Pravzaprav običajno ni očitne meje med regulacijo kemične aktivacije in regulacijo katalitične aktivacije poroznih materialov. To je zato, ker obe metodi dodajata reagente med procesom karbonizacije in aktivacije. Posebna vloga teh reagentov določa, ali metoda spada v kategorijo katalitične aktivacije.
Struktura samega poroznega ogljikovega materiala, fizikalne in kemijske lastnosti katalizatorja, pogoji katalitične reakcije in metoda polnjenja katalizatorja imajo lahko različne stopnje vpliva na učinek regulacije. Z uporabo bitumenskega premoga kot surovine, Mn(N03)2 in Cu(N03)2 kot katalizatorjev lahko pripravimo porozne materiale, ki vsebujejo kovinske okside. Ustrezna količina kovinskih oksidov lahko izboljša poroznost in volumen por, vendar so katalitični učinki različnih kovin nekoliko drugačni. Cu(N03)2 lahko spodbuja razvoj por v razponu od 1,5 do 2,0 nm. Poleg tega bodo imeli kovinski oksidi in anorganske soli, ki jih vsebuje pepel surovin, tudi katalitično vlogo v procesu aktivacije. Xie Qiang et al. [42] so verjeli, da lahko reakcija katalitične aktivacije elementov, kot sta kalcij in železo v anorganski snovi, spodbuja razvoj por. Ko je vsebnost teh dveh elementov previsoka, se delež srednjih in velikih por v izdelku znatno poveča.
Zaključek
Čeprav ima aktivno oglje, kot najbolj razširjen zeleni porozni ogljikov material, pomembno vlogo v industriji in življenju, ima še vedno velik potencial za izboljšave pri širjenju surovin, zmanjšanju stroškov, izboljšanju kakovosti, izboljšanju energije, podaljšanju življenjske dobe in izboljšanju moči . Iskanje visokokakovostnih in poceni surovin aktivnega oglja, razvoj čiste in učinkovite tehnologije proizvodnje aktivnega oglja ter optimizacija in uravnavanje strukture por aktivnega oglja glede na različna področja uporabe bodo pomembna usmeritev za izboljšanje kakovosti izdelkov z aktivnim ogljem in spodbujanje kakovosten razvoj industrije aktivnega oglja.
Čas objave: 27. avgusta 2024