Välkommen till vår hemsida för produktinformation och konsultation.
Vår hemsida:https://www.vet-china.com/
Fysisk och kemisk aktiveringsmetod
Fysikalisk och kemisk aktiveringsmetod avser metoden för framställning av porösa material genom att kombinera ovanstående två aktiveringsmetoder. I allmänhet utförs kemisk aktivering först och sedan fysisk aktivering. Blötlägg först cellulosa i 68% ~ 85% H3PO4-lösning vid 85 ℃ i 2 timmar, karboniserade den sedan i en muffelugn i 4 timmar och aktiverade den sedan med CO2. Den specifika ytarean för det erhållna aktiva kolet var så hög som 3700 m2·g-1. Försök att använda sisalfiber som råmaterial och aktiverade den aktiverade kolfibern (ACF) som erhålls genom H3PO4-aktivering en gång, värmde den till 830 ℃ under N2-skydd och använde sedan vattenånga som aktivator för sekundär aktivering. Den specifika ytarean av ACF som erhölls efter 60 minuters aktivering förbättrades signifikant.
Karakterisering av porstrukturens prestanda hos aktiveradekol
Vanligt använda metoder för karakterisering av aktivt kol och appliceringsanvisningar visas i tabell 2. Materialets porstrukturegenskaper kan testas ur två aspekter: dataanalys och bildanalys.
Forskningsframsteg inom porstrukturoptimeringsteknik för aktivt kol
Även om aktivt kol har rika porer och stor specifik yta, har det utmärkta prestanda inom många områden. På grund av dess breda råmaterialselektivitet och komplexa beredningsförhållanden har de färdiga produkterna i allmänhet nackdelarna med kaotisk porstruktur, olika specifika ytareor, oregelbunden porstorleksfördelning och begränsade ytkemiska egenskaper. Därför finns det nackdelar som stor dosering och snäv anpassningsförmåga i ansökningsprocessen, som inte kan möta marknadens krav. Därför är det av stor praktisk betydelse att optimera och reglera strukturen och förbättra dess omfattande användningsprestanda. Vanligt använda metoder för att optimera och reglera porstrukturen inkluderar kemisk reglering, polymerblandning och katalytisk aktiveringsreglering.
Kemisk regleringsteknik
Kemisk regleringsteknologi hänvisar till processen för sekundär aktivering (modifiering) av porösa material som erhålls efter aktivering med kemiska reagens, erodera de ursprungliga porerna, expandera mikroporerna eller ytterligare skapa nya mikroporer för att öka materialets specifika ytarea och porstruktur. Generellt sett är den färdiga produkten av en aktivering i allmänhet nedsänkt i 0,5 ~ 4 gånger kemisk lösning för att reglera porstrukturen och öka den specifika ytan. Alla typer av syra- och alkalilösningar kan användas som reagens för sekundär aktivering.
Teknik för modifiering av syraytoroxidation
Modifiering av oxidation av syrayta är en vanlig regleringsmetod. Vid en lämplig temperatur kan sura oxidanter berika porerna inuti aktivt kol, förbättra dess porstorlek och muddra blockerade porer. För närvarande fokuserar inhemsk och utländsk forskning främst på modifiering av oorganiska syror. HN03 är en vanlig oxidant, och många forskare använder HN03 för att modifiera aktivt kol. Tong Li et al. [28] fann att HN03 kan öka innehållet av syrehaltiga och kvävehaltiga funktionella grupper på ytan av aktivt kol och förbättra adsorptionseffekten av kvicksilver.
Modifiering av aktivt kol med HN03, efter modifiering, minskade den specifika ytarean av aktivt kol från 652m2·g-1 till 241m2·g-1, den genomsnittliga porstorleken ökade från 1,27 nm till 1,641 nm, och adsorptionskapaciteten för bensofenon i simulerad bensin ökade med 33,7%. Modifierande trä aktivt kol med 10 % respektive 70 % volymkoncentration av HN03. Resultaten visar att den specifika ytan av aktivt kol modifierat med 10 % HN03 ökade från 925,45 m2·g-1 till 960,52 m2·g-1; efter modifiering med 70 % HN03 minskade den specifika ytan till 935,89 m2·g-1. Avlägsningshastigheten för Cu2+ med aktivt kol modifierat med två koncentrationer av HN03 var över 70 % respektive 90 %.
För aktivt kol som används i adsorptionsområdet beror adsorptionseffekten inte bara på porstrukturen utan också på adsorbentens ytkemiska egenskaper. Porstrukturen bestämmer aktivt kols specifika yta och adsorptionskapacitet, medan ytkemiska egenskaper påverkar interaktionen mellan aktivt kol och adsorbat. Slutligen fann man att syramodifiering av aktivt kol inte bara kan justera porstrukturen inuti det aktiva kolet och rensa de blockerade porerna, utan också öka innehållet av sura grupper på materialets yta och förbättra ytans polaritet och hydrofilicitet . Adsorptionskapaciteten för EDTA av aktivt kol modifierat med HCI ökade med 49,5 % jämfört med den före modifiering, vilket var bättre än HNO3-modifieringen.
Modifierat kommersiellt aktivt kol med HNO3 respektive H2O2! De specifika ytareorna efter modifiering var 91,3% respektive 80,8% av de före modifiering. Nya syrehaltiga funktionella grupper som karboxyl, karbonyl och fenol sattes till ytan. Adsorptionskapaciteten för nitrobensen genom HNO3-modifiering var den bästa, som var 3,3 gånger högre än före modifiering. Det har visat sig att ökningen av innehållet av syrehaltiga funktionella grupper i aktivt kol efter syramodifiering ledde till en ökning av antalet ytor aktiva punkter, vilket hade en direkt effekt på att förbättra adsorptionskapaciteten hos måladsorbatet.
Jämfört med oorganiska syror finns det få rapporter om organisk syramodifiering av aktivt kol. Jämför effekterna av organisk syramodifiering på porstrukturegenskaperna hos aktivt kol och adsorptionen av metanol. Efter modifiering minskade den specifika ytan och den totala porvolymen av aktivt kol. Ju starkare surhet, desto större minskning. Efter modifiering med oxalsyra, vinsyra och citronsyra minskade den specifika ytarean för aktivt kol från 898,59m2·g-1 till 788,03m2·g-1, 685,16m2·g-1 respektive 622,98m2·g-1. Emellertid ökade mikroporositeten för aktivt kol efter modifiering. Mikroporositeten för aktivt kol modifierat med citronsyra ökade från 75,9 % till 81,5 %.
Modifiering av oxalsyra och vinsyra är fördelaktigt för adsorptionen av metanol, medan citronsyra har en hämmande effekt. J. Paul Chen et al. [35] fann att aktivt kol modifierat med citronsyra kan förbättra adsorptionen av kopparjoner. Lin Tang et al. [36] modifierat kommersiellt aktivt kol med myrsyra, oxalsyra och aminosulfonsyra. Efter modifiering reducerades den specifika ytarean och porvolymen. Syrehaltiga funktionella grupper såsom 0-HC-0, C-0 och S=0 bildades på ytan av den färdiga produkten och ojämna etsade kanaler och vita kristaller uppträdde. Jämviktsadsorptionskapaciteten för aceton och isopropanol ökade också signifikant.
Teknik för modifiering av alkaliska lösningar
Vissa forskare använde också alkalisk lösning för att utföra sekundär aktivering på aktivt kol. Impregnera hemlagat kolbaserat aktivt kol med Na0H-lösning i olika koncentrationer för att kontrollera porstrukturen. Resultaten visade att en lägre alkalikoncentration bidrog till porökning och expansion. Bäst effekt uppnåddes när masskoncentrationen var 20 %. Det aktiva kolet hade den högsta specifika ytarean (681m2·g-1) och porvolymen (0,5916cm3·g-1). När masskoncentrationen av NaOH överstiger 20%, förstörs porstrukturen av aktivt kol och porstrukturparametrarna börjar minska. Detta beror på att den höga koncentrationen av NaOH-lösning kommer att korrodera kolskelettet och ett stort antal porer kommer att kollapsa.
Framställning av högpresterande aktivt kol genom polymerblandning. Prekursorerna var furfuralharts och furfurylalkohol, och etylenglykol var det porbildande medlet. Porstrukturen kontrollerades genom att justera innehållet i de tre polymererna och ett poröst material med en porstorlek mellan 0,008 och 5 μm erhölls. Vissa forskare har bevisat att polyuretan-imidfilm (PUI) kan karboniseras för att erhålla kolfilm, och porstrukturen kan kontrolleras genom att ändra molekylstrukturen hos polyuretan (PU) prepolymer [41]. När PUI värms upp till 200°C kommer PU och polyimid (PI) att genereras. När värmebehandlingstemperaturen stiger till 400°C producerar PU-pyrolys gas, vilket resulterar i bildandet av en porstruktur på PI-filmen. Efter förkolning erhålls en kolfilm. Dessutom kan polymerblandningsmetoden också förbättra vissa fysiska och mekaniska egenskaper hos materialet i viss utsträckning
Teknik för katalytisk aktiveringsreglering
Katalytisk aktiveringsregleringsteknik är faktiskt en kombination av kemisk aktiveringsmetod och högtemperaturgasaktiveringsmetod. I allmänhet tillsätts kemiska ämnen till råvarorna som katalysatorer, och katalysatorerna används för att hjälpa karboniserings- eller aktiveringsprocessen för att erhålla porösa kolmaterial. Allmänt sett har metaller i allmänhet katalytiska effekter, men de katalytiska effekterna varierar.
Faktum är att det vanligtvis inte finns någon uppenbar gräns mellan kemisk aktiveringsreglering och katalytisk aktiveringsreglering av porösa material. Detta beror på att båda metoderna lägger till reagens under karboniserings- och aktiveringsprocessen. Den specifika rollen för dessa reagens avgör om metoden tillhör kategorin katalytisk aktivering.
Strukturen hos själva det porösa kolmaterialet, katalysatorns fysikaliska och kemiska egenskaper, de katalytiska reaktionsförhållandena och katalysatorladdningsmetoden kan alla ha olika grad av inverkan på regleringseffekten. Genom att använda bituminöst kol som råmaterial kan Mn(N03)2 och Cu(N03)2 som katalysatorer framställa porösa material som innehåller metalloxider. Den lämpliga mängden metalloxider kan förbättra porositeten och porvolymen, men de katalytiska effekterna av olika metaller är något olika. Cu(N03)2 kan främja utvecklingen av porer i intervallet 1,5~2,0nm. Dessutom kommer metalloxiderna och de oorganiska salterna som finns i råvaran aska också att spela en katalytisk roll i aktiveringsprocessen. Xie Qiang et al. [42] trodde att den katalytiska aktiveringsreaktionen av element som kalcium och järn i oorganiskt material kan främja utvecklingen av porer. När halten av dessa två grundämnen är för hög ökar andelen medelstora och stora porer i produkten avsevärt.
Slutsats
Även om aktivt kol, som det mest använda gröna porösa kolmaterialet, har spelat en viktig roll i industrin och livet, har det fortfarande stor potential för förbättring av råvaruexpansion, kostnadsminskning, kvalitetsförbättring, energiförbättring, livslängd och styrkaförbättring. . Att hitta högkvalitativa och billiga aktiverade kolråvaror, utveckla ren och effektiv teknik för produktion av aktivt kol och optimera och reglera porstrukturen för aktivt kol enligt olika användningsområden kommer att vara en viktig riktning för att förbättra kvaliteten på aktivt kolprodukter och främja den högkvalitativa utvecklingen av industrin för aktivt kol.
Posttid: 2024-aug-27