Оптимизатсияи сохтори сӯрохи карбон -Ⅱ

Хуш омадед ба вебсайти мо барои маълумоти маҳсулот ва машварат.

Вебсайти мо:https://www.vet-china.com/

Усули фаъолсозии физикӣ ва химиявӣ
Усули фаъолсозии физикӣ ва химиявӣ ба усули тайёр кардани маводи ковокӣ тавассути омезиши ду усули фаъолсозии дар боло овардашуда дахл дорад. Умуман, аввал фаъолсозии кимиёвӣ ва баъд фаъолсозии ҷисмонӣ анҷом дода мешавад. Аввал селлюлозаро дар мањлули 68% ~ 85% H3PO4 дар 85℃ барои 2 соат тар кунед, сипас онро дар печи муфель 4 соат карбон кунед ва сипас онро бо CO2 фаъол кунед. Масоҳати мушаххаси карбони фаъолшуда ба даст омада то 3700 м2 · г-1 буд. Кӯшиш кунед, ки нахи сисалро ҳамчун ашёи хом истифода баред ва нахи фаъолшудаи карбонро (ACF), ки тавассути фаъолсозии H3PO4 ба даст омадааст, як маротиба фаъол кунед, онро то 830 ℃ таҳти муҳофизати N2 гарм кунед ва сипас буғи обро ҳамчун фаъолкунанда барои фаъолсозии дуввум истифода баред. Масоҳати мушаххаси ACF, ки пас аз 60 дақиқа фаъолсозӣ ба даст омадааст, ба таври назаррас беҳтар шуд.

Хусусияти иҷрои сохтори сӯрохиҳои фаъолшудакарбон
Усулҳои тавсифи самаранокии карбони фаъолшуда ва самтҳои татбиқ дар ҷадвали 2 нишон дода шудаанд. Хусусиятҳои сохтори сӯрохии маводро аз ду ҷиҳат санҷидан мумкин аст: таҳлили маълумот ва таҳлили тасвир.

Пешрафти тадқиқоти технологияи оптимизатсияи сохтори сӯрохиҳои карбон фаъол
Ҳарчанд карбони фаъолшуда дорои сӯрохиҳои бой ва майдони бузурги мушаххаси рӯизаминӣ мебошад, он дар бисёр соҳаҳо иҷрои аъло дорад. Бо вуҷуди ин, аз сабаби интихоби васеи ашёи хом ва шароити мураккаби омодагӣ, маҳсулоти тайёр умуман дорои нуқсонҳои сохтори бетартибии сӯрохиҳо, масоҳати гуногуни мушаххаси рӯизаминӣ, тақсимоти номунтазами андозаи сӯрохиҳо ва хосиятҳои маҳдуди кимиёвии рӯизаминӣ доранд. Аз ин рӯ, дар раванди татбиқ нуқсонҳо ба монанди миқдори калон ва мутобиқшавии танг мавҷуданд, ки ба талаботи бозор ҷавобгӯ нестанд. Аз ин рӯ, оптимизатсия ва танзими сохтор ва беҳтар кардани нишондодҳои истифодаи ҳамаҷонибаи он аҳамияти бузурги амалӣ дорад. Усулҳои маъмулан истифодашаванда барои оптимизатсия ва танзими сохтори сӯрохиҳо иборатанд аз танзими кимиёвӣ, омехтаи полимерҳо ва танзими фаъолсозии каталитикӣ.

Технологияи танзими химиявӣ
Технологияи танзими кимиёвӣ ба раванди фаъолгардонии дуюмдараҷаи (тағйир додани) маводи ковокӣ, ки пас аз фаъолсозӣ бо реагентҳои кимиёвӣ ба даст омадаанд, вайрон кардани сӯрохиҳои аслӣ, васеъ кардани микропорҳо ё минбаъд эҷод кардани микропорҳои нав барои зиёд кардани майдони мушаххас ва сохтори сӯрохи маводро дар назар дорад. Умуман, маҳсулоти тайёри як фаъолсозӣ ба таври умум дар 0,5 ~ 4 маротиба маҳлули кимиёвӣ барои танзими сохтори сӯрохиҳо ва зиёд кардани майдони мушаххаси рӯи он ғарқ карда мешавад. Ҳама гуна маҳлулҳои кислота ва сілтӣ метавонанд ҳамчун реагентҳо барои фаъолсозии дуввум истифода шаванд.

Технологияи тағир додани оксидшавии сатҳи кислота
Тағир додани оксидшавии сатҳи кислота як усули маъмулан истифодашавандаи танзим мебошад. Дар ҳарорати мувофиқ, оксидантҳои кислота метавонанд сӯрохиҳои дохили карбонҳои фаъолшударо ғанӣ гардонанд, андозаи сӯрохиҳои онро беҳтар кунанд ва сӯрохҳои басташударо тоза кунанд. Хозир тадкикоти ватанй ва хоричй асосан ба модификацияи кислотахои гайриорганикй нигаронида шудааст. HN03 як оксиданти маъмулан истифодашаванда аст ва бисёр олимон HN03-ро барои тағир додани карбони фаъол истифода мебаранд. Тонг Ли ва дигарон. [28] муайян кардааст, ки HN03 метавонад миқдори гурӯҳҳои функсионалии дорои оксиген ва нитрогенро дар сатҳи карбони фаъол афзоиш диҳад ва таъсири адсорбсияи симобро беҳтар кунад.

Тағир додани карбони фаъолшуда бо HN03, пас аз тағир, майдони мушаххаси карбон фаъолшуда аз 652 м2 · г-1 то 241 м2 · г-1 коҳиш ёфт, андозаи миёнаи сӯрохиҳо аз 1,27 нм то 1,641 нм зиёд шуд ва қобилияти адсорбсияи бензофенон дар бензини симуляторй 33,7 фоиз афзуд. Тағир додани карбон фаъолшудаи ҳезум бо 10% ва 70% консентратсияи ҳаҷми HN03,. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки майдони мушаххаси карбон фаъолшуда бо 10% HN03 тағирёфта аз 925,45м2·г-1 то 960,52м2·г-1 зиёд шудааст; пас аз тагйир додани 70% HN03 масохати хоси сатхи он то 935,89м2·г-1 кам шуд. Сатҳи хориҷшавии Cu2+ тавассути карбон фаъолшуда, ки бо ду консентратсияи HN03 тағир дода шудааст, мутаносибан бештар аз 70% ва 90% буд.

Барои карбони фаъолшуда, ки дар майдони адсорбсия истифода мешаванд, таъсири адсорбсия на танҳо аз сохтори сӯрохиҳо, балки аз хосиятҳои кимиёвии сатҳи адсорбент низ вобаста аст. Сохтори сӯрохҳо майдони мушаххас ва қобилияти адсорбсияи карбони фаъолшударо муайян мекунад, дар ҳоле ки хосиятҳои кимиёвии рӯизаминӣ ба таъсири мутақобилаи карбони фаъол ва адсорбат таъсир мерасонанд. Ниҳоят, муайян карда шуд, ки тағир додани кислотаи карбони фаъолшуда на танҳо сохтори сӯрохии дохили карбони фаъолшуда ва тоза кардани сӯрохиҳои басташударо танзим карда метавонад, балки миқдори гурӯҳҳои кислотаро дар сатҳи мавод афзоиш диҳад ва қутбӣ ва гидрофилии сатҳро афзоиш диҳад. . Қобилияти адсорбсияи EDTA бо карбони фаъолшуда, ки аз ҷониби HCI тағир дода шудааст, дар муқоиса бо 49,5% афзоиш ёфт, ки ин нисбат ба тағирёбии HNO3 беҳтар буд.

Карбонҳои фаъолшудаи тиҷоратӣ мутаносибан бо HNO3 ва H2O2! Майдони мушаххаси сатҳ пас аз тағирот мутаносибан 91,3% ва 80,8% аз онҳое, ки пеш аз тағиротро ташкил медоданд. Ба сатҳ гурӯҳҳои нави функсионалии дорои оксиген ба монанди карбоксил, карбонил ва фенол илова карда шуданд. Қобилияти адсорбсияи нитробензол тавассути тағир додани HNO3 беҳтарин буд, ки ин нисбат ба пеш аз модификация 3,3 маротиба зиёд буд.Муайян карда шудааст, ки афзоиши миқдори гурӯҳҳои функсионалии дорои оксиген дар карбонҳои фаъол пас аз тағир додани кислота боиси афзоиши шумораи сатҳҳо гардид. нуктахои фаъол, ки ба бехтар шудани кобилияти адсорбционии адсорбати максад бевосита таъсир расонданд.

Дар муқоиса бо кислотаҳои ғайриорганикӣ, дар бораи тағир додани кислотаи органикии карбон фаъолшуда гузоришҳо кам нестанд. Таъсири тағир додани кислотаи органикиро ба хосиятҳои сохтори сӯрохии карбони фаъолшуда ва адсорбсияи метанол муқоиса кунед. Пас аз тағирёбӣ, майдони мушаххаси рӯизаминӣ ва ҳаҷми умумии сӯрохии карбони фаъол кам шуд. Чӣ қадаре ки кислотаҳо пурқувват бошад, ҳамон қадар кам мешавад. Пас аз тағир додан бо кислотаи оксаликӣ, кислотаи tartaric ва кислотаи лимуӣ, майдони мушаххаси карбон фаъолшуда мутаносибан аз 898,59m2·g-1 то 788,03m2·g-1, 685,16m2·g-1 ва 622,98m2·g-1 кам шуд. Бо вуҷуди ин, микропорозигии карбони фаъолшуда пас аз тағирот афзоиш ёфт. Микропорозигии карбони фаъолшуда, ки бо кислотаи лимуи иваз карда шудааст, аз 75,9 фоиз то 81,5 фоиз афзуд.

Тағир додани кислотаи оксалик ва кислотаи tartaric барои адсорбсияи метанол муфид аст, дар ҳоле ки кислотаи лимуӣ таъсири ингибиторӣ дорад. Бо вуҷуди ин, Ҷ.Пол Чен ва дигарон. [35] муайян кардааст, ки карбон фаъолшуда бо кислотаи лимуи тағйирёфта метавонад адсорбсияи ионҳои мисро афзоиш диҳад. Лин Тан ва дигарон. [36] карбони фаъолшудаи тиҷоратӣ бо кислотаи формикӣ, кислотаи оксаликӣ ва кислотаи аминосулфонӣ. Пас аз тағирот, майдони мушаххас ва ҳаҷми сӯрохҳо кам карда шуданд. Дар сатхи махсулоти тайёр гуруххои функсионалии дорои оксигени дорои оксиген ба монанди 0-HC-0, C-0 ва S=0 ба вучуд омада, каналхои нобаробар ва кристаллхои сафед пайдо шуданд. Қобилияти адсорбсияи мувозинати ацетон ва изопропанол низ хеле афзуд.

Технологияи тағир додани маҳлули сілтӣ
Баъзе олимон инчунин маҳлули сілтӣ барои фаъолсозии дуюмдараҷаро дар карбон фаъол истифода бурданд. Барои назорат кардани сохтори сӯрохиҳо карбони фаъолшудаи ангиштсангиро бо маҳлули Na0H-и консентратсияи гуногун пошед. Натиҷаҳо нишон доданд, ки консентратсияи пасти сілтӣ ба зиёд ва васеъшавии сӯрохиҳо мусоидат мекунад. Таъсири беҳтарин вақте ба даст омад, ки консентратсияи масса 20% буд. Карбон фаъолшуда баландтарин масоҳати мушаххаси рӯизаминӣ (681м2·г-1) ва ҳаҷми сӯрохиро (0,5916см3·г-1) дошт. Вақте ки консентратсияи массаи Na0H аз 20% зиёд мешавад, сохтори сӯрохии карбони фаъол вайрон мешавад ва параметрҳои сохтори сӯрохҳо коҳиш меёбанд. Сабаб дар он аст, ки консентратсияи баланди маҳлули Na0H скелети карбонро занг мезанад ва шумораи зиёди сӯрохҳо фурӯ мерезанд.

Омода кардани карбони фаъоли баландсифат тавассути омехтаи полимерҳо. Прекурсорҳо қатрони фурфуралӣ ва спирти фурфурил буданд ва этиленгликол агенти порчаҳо буд. Сохтори сӯрохҳо тавассути танзими мундариҷаи се полимерҳо назорат карда шуд ва маводи ковокӣ бо андозаи сӯрохҳо аз 0,008 то 5 мкм ба даст оварда шуд. Баъзе олимон собит кардаанд, ки плёнкаи полиуретан-имидро (ПУИ) карбон кардан мумкин аст барои ба даст овардани плёнкаи карбон ва сохтори сурохиро тавассути тагйир додани сохтори молекулавии преполимери полиуретан (ПУ) идора кардан мумкин аст [41]. Вақте ки PUI то 200 ° C гарм карда мешавад, PU ва полиимид (PI) тавлид мешавад. Вақте ки ҳарорати коркарди гармӣ то 400 ° C боло меравад, пиролизи PU газ тавлид мекунад, ки дар натиҷа дар филми PI сохтори сӯрохиҳо ба вуҷуд меояд. Пас аз карбонизатсия филми карбон ба даст меояд. Илова бар ин, усули омехтакунии полимерҳо инчунин метавонад баъзе хусусиятҳои физикӣ ва механикии маводро то андозае беҳтар созад

Технологияи танзими фаъолсозии каталитикӣ
Технологияи танзими фаъолсозии каталитикӣ дар асл маҷмӯи усули фаъолсозии кимиёвӣ ва усули фаъолсозии газ дар ҳарорати баланд мебошад. Умуман, ба ашёи хом ҳамчун катализатор моддаҳои кимиёвӣ илова карда мешаванд ва катализаторҳо барои кӯмак расонидан ба раванди карбонизатсия ё фаъолсозӣ барои ба даст овардани маводи карбонии ковок истифода мешаванд. Умуман, металлҳо одатан таъсири каталитикӣ доранд, аммо таъсири каталитикӣ фарқ мекунанд.

Дар асл, одатан байни танзими фаъолсозии химиявӣ ва танзими фаъолсозии каталитикии маводи ковокӣ сарҳади возеҳ вуҷуд надорад. Сабаб дар он аст, ки ҳарду усул дар ҷараёни карбонизатсия ва фаъолсозӣ реагентҳоро илова мекунанд. Нақши мушаххаси ин реагентҳо муайян мекунад, ки оё усул ба категорияи фаъолсозии каталитикӣ тааллуқ дорад.

Сохтори худи маводи карбони ковок, хосиятҳои физикӣ ва химиявии катализатор, шароити реаксияи каталитикӣ ва усули боркунии катализатор ҳама метавонанд ба таъсири танзим дараҷаҳои гуногуни таъсир расонанд. Истифодаи ангишти битумӣ ҳамчун ашёи хом, Mn(N03)2 ва Cu(N03)2 ҳамчун катализатор метавонад маводи ковоки дорои оксидҳои металлӣ тайёр кунад. Миқдори мувофиқи оксидҳои металлӣ метавонад ҳаҷм ва сӯрохиро беҳтар кунад, аммо таъсири каталитикии металлҳои гуногун каме фарқ мекунад. Cu (N03) 2 метавонад ба рушди сӯрохиҳо дар доираи 1,5 ~ 2,0 нм мусоидат кунад. Илова бар ин, оксидҳои металлӣ ва намакҳои ғайриорганикӣ, ки дар хокистари ашёи хом мавҷуданд, инчунин дар раванди фаъолсозӣ нақши каталитикӣ хоҳанд дошт. Xie Qiang ва дигарон. [42] боварӣ дошт, ки реаксияи фаъолсозии каталитикии элементҳо ба монанди калсий ва оҳан дар моддаҳои ғайриорганикӣ метавонад ба рушди сӯрохиҳо мусоидат кунад. Вақте ки таркиби ин ду элемент хеле зиёд аст, таносуби сӯрохиҳои миёна ва калон дар маҳсулот хеле меафзояд.

Хулоса
Гарчанде ки карбони фаъолшуда, ҳамчун маводи аз ҳама васеъ истифодашавандаи карбонии сабз, дар саноат ва ҳаёт нақши муҳим бозидааст, аммо он ҳоло ҳам барои беҳтар кардани тавсеаи ашёи хом, кам кардани хароҷот, беҳбуди сифат, беҳтар кардани энергия, дароз кардани ҳаёт ва беҳтар кардани қувват потенсиали бузург дорад. . Ҷустуҷӯи ашёи хоми баландсифат ва арзони карбон, таҳияи технологияи истеҳсоли карбон тоза ва самаранок ва оптимизатсия ва танзими сохтори сӯрохии карбон аз рӯи соҳаҳои гуногуни татбиқ самти муҳими баланд бардоштани сифати маҳсулоти карбон ва пешбурди тараккиёти босифати саноати карбон фаъол.