Gözenekli uglerod gözenek gurluşyny optimizasiýa -Ⅱ

Önüm maglumatlary we maslahat üçin web sahypamyza hoş geldiňiz.

Sahypamyz:https://www.vet-china.com/

 

Fiziki we himiki işjeňleşdirme usuly

Fiziki we himiki işjeňleşdirme usuly, ýokardaky iki işjeňleşdirme usulyny birleşdirip gözenekli materiallary taýýarlamak usulyna degişlidir. Adatça himiki işjeňleşdirme ilki, soň bolsa fiziki işjeňleşdirme amala aşyrylýar. Ilki bilen sellýulozany 68% ~ 85% H3PO4 erginine 85 2 2 sagatda siňdiriň, soňra bolsa 4 sagat peçde karbonlaşdyryp, soň bolsa CO2 bilen işjeňleşdiriň. Alnan işjeňleşdirilen uglerodyň aýratyn meýdany 3700m2 · g-1-e ýetdi. Sisal süýümini çig mal hökmünde ulanmaga synanyşyň we H3PO4 işjeňleşdirilmegi bilen alnan işjeňleşdirilen uglerod süýümini (ACF) bir gezek işjeňleşdiriň, N2 goragy astynda 830 to çenli gyzdyryň, soňra bolsa suw buglaryny ikinji derejeli işjeňleşdirme hökmünde ulanyň. 60 minut işjeňleşdirilenden soň alnan ACF-iň aýratyn meýdany ep-esli gowulaşdy.

 

Işjeňleşdirilen gözenek gurluşynyň işleýşine häsiýetnamauglerod

 
Köplenç ulanylýan işjeňleşdirilen uglerod öndürijiligini häsiýetlendirmek usullary we amaly ugurlary 2-nji tablisada görkezilýär. Materialyň gözenek gurluşynyň aýratynlyklary iki tarapdan synag edilip bilner: maglumatlar derňewi we şekil derňewi.

 

Işjeňleşdirilen uglerodyň gözenek gurluşyny optimizasiýa tehnologiýasynyň gözlegleri

Işjeňleşdirilen uglerodyň gözenekleri we ägirt uly meýdany bar bolsa-da, köp ugurlarda ajaýyp öndürijiligi bar. Şeýle-de bolsa, çig malyň giňligi we çylşyrymly taýýarlyk şertleri sebäpli taýýar önümler, adatça, bulam-bujar gözenek gurluşynyň, dürli aýratyn ýer meýdanynyň, gözenegiň ululygynyň paýlanyşynyň bozulmagy we ýerüsti himiki aýratynlyklarynyň kemçilikleri bar. Şol sebäpli, bazaryň talaplaryny kanagatlandyryp bilmeýän, uly doza we anketada dar uýgunlaşma ýaly kemçilikler bar. Şonuň üçin gurluşy optimizirlemek we kadalaşdyrmak we hemmetaraplaýyn ulanyş işini gowulandyrmak gaty amaly ähmiýete eýe. Gözenek gurluşyny optimizirlemek we kadalaşdyrmak üçin giňden ulanylýan usullara himiki kadalaşdyryş, polimer garyndysy we katalitik işjeňleşdirme kadalary degişlidir.

 

Himiki kadalaşdyryş tehnologiýasy

Himiki kadalaşdyryş tehnologiýasy, himiki reagentler bilen işjeňleşdirilenden soň alnan gözenekli materiallary ikinji derejeli işjeňleşdirmek (üýtgetmek), asyl gözenekleri ýok etmek, mikroporlary giňeltmek ýa-da materialyň aýratyn ýer meýdanyny we gözenek gurluşyny ýokarlandyrmak üçin täze mikroporlary döretmek prosesine degişlidir. Umuman aýdanyňda, bir işjeňleşdirmegiň taýýar önümi, gözenegiň gurluşyny kadalaşdyrmak we belli bir ýer meýdanyny köpeltmek üçin himiki erginiň 0,5 ~ 4 gezek çümdürilýär. Kislota we aşgar erginleriniň her görnüşi ikinji derejeli işjeňleşdirme üçin reagent hökmünde ulanylyp bilner.

 

Kislotanyň ýerüsti okislenmegi üýtgetmek tehnologiýasy

Kislotanyň ýerüsti okislenmegi modifikasiýa köplenç ulanylýan düzgünleşdiriş usulydyr. Degişli temperaturada kislota oksidantlary işjeňleşdirilen uglerodyň içindäki gözenekleri baýlaşdyryp, gözenegiň ululygyny gowulaşdyryp we petiklenen gözenekleri döküp biler. Häzirki wagtda içerki we daşary ýurt gözlegleri esasan organiki däl kislotalaryň üýtgemegine gönükdirilendir. HN03 köplenç ulanylýan oksidantdyr we köp alym işjeňleşdirilen uglerody üýtgetmek üçin HN03 ulanýarlar. Tong Li we başgalar. [28] HN03 işjeňleşdirilen uglerodyň üstünde kislorod we azot saklaýan funksional toparlaryň mazmunyny artdyryp we simapyň adsorbsion täsirini gowulandyryp biljekdigine göz ýetirdi.

Işjeňleşdirilen uglerody HN03 bilen üýtgetmek, üýtgedilenden soň, işjeňleşdirilen uglerodyň aýratyn meýdany 652m2 · g-1-den 241m2 · g-1-e çenli azaldy, gözenegiň ortaça ululygy 1,27nm-den 1,641nm-e, benzofenonyň adsorbsion kuwwaty ýokarlandy. simulirlenen benzinde 33,7% ýokarlandy. HN03 konsentrasiýasynyň 10% we 70% konsentrasiýasy bilen agaç işjeňleşdirilen uglerody üýtgetmek. Netijeler, 10% HN03 bilen üýtgedilen işjeňleşdirilen uglerodyň aýratyn ýer meýdanynyň 925.45m2 · g-1-den 960.52m2 · g-1-e çenli ýokarlanandygyny görkezýär; 70% HN03 bilen üýtgedilenden soň, ýörite ýer meýdany 935.89m2 · g-1 çenli azaldy. Iki konsentrasiýa HN03 bilen üýtgedilen işjeňleşdirilen uglerod bilen Cu2 + -ni aýyrmagyň derejesi degişlilikde 70% we 90% -den ýokarydy.

Adorbsiýa meýdanynda ulanylýan işjeňleşdirilen uglerod üçin adsorbsion täsiri diňe gözenek gurluşyna däl, eýsem adsorbentiň ýerüsti himiki aýratynlyklaryna hem baglydyr. Gözenek gurluşy işjeňleşdirilen uglerodyň aýratyn ýer meýdanyny we adsorbsion kuwwatyny kesgitleýär, ýerüsti himiki häsiýetler işjeňleşdirilen uglerod bilen adsorbatyň özara täsirine täsir edýär. Ahyrynda işjeňleşdirilen uglerodyň kislota üýtgemeginiň diňe işjeňleşdirilen uglerodyň içindäki gözenek gurluşyny sazlap, petiklenen gözenekleri arassalap bilmejekdigi, materialyň üstündäki kislotaly toparlaryň düzümini ýokarlandyryp, polýarlygy we gidrofilligini ýokarlandyryp biljekdigi anyklandy. . HCI tarapyndan üýtgedilen işjeňleşdirilen uglerod bilen EDTA-nyň adsorbsion kuwwaty, HNO3 modifikasiýasyndan has gowudyr, üýtgetmezden ozal 49,5% ýokarlandy.

HNO3 we H2O2 bilen üýtgedilen täjirçilik işjeňleşdirilen uglerod! Üýtgedilenden soň aýratyn ýer meýdanlary degişlilikde 91,3% we üýtgemezden ozal 80,8% boldy. Surfaceer ýüzüne karboksil, karbonil we fenol ýaly täze kislorodly funksional toparlar goşuldy. HNO3 modifikasiýasy bilen nitrobenzoluň adsorbsion kuwwaty iň gowusy boldy, bu üýtgemezden 3,3 esse köpdi. Kislota üýtgedilenden soň işjeňleşdirilen uglerodda kislorod saklaýan funksional toparlaryň düzüminiň köpelmeginiň üstüň sanynyň köpelmegine sebäp bolandygy ýüze çykaryldy. maksatly adsorbatyň adsorbsion kuwwatyny ýokarlandyrmaga gönüden-göni täsir eden işjeň nokatlar.

Organiki däl kislotalar bilen deňeşdirilende, işjeňleşdirilen uglerodyň organiki kislotasynyň üýtgemegi barada habarlar az. Organiki kislotanyň üýtgemeginiň işjeňleşdirilen uglerodyň gözenek gurluş aýratynlyklaryna we metanolyň adsorbsiýasyna deňeşdiriň. Üýtgedilenden soň, işjeňleşdirilen uglerodyň belli bir meýdany we gözenek mukdary azaldy. Kislotalylyk näçe güýçli bolsa, şonça-da peselýär. Oksal turşusy, tartar turşusy we limon kislotasy bilen üýtgedilenden soň, işjeňleşdirilen uglerodyň aýratyn üst meýdany degişlilikde 898.59m2 · g-1-den 788.03m2 · g-1, 685.16m2 · g-1 we 622.98m2 · g-1 azaldy. Şeýle-de bolsa, üýtgedilenden soň işjeňleşdirilen uglerodyň mikroporozitligi ýokarlandy. Limon kislotasy bilen üýtgedilen işjeňleşdirilen uglerodyň mikroporozitligi 75,9% -den 81,5% -e çenli ýokarlandy.

Oksal turşusy we tartar turşusynyň üýtgemegi metanolyň adsorbsiýasy üçin peýdalydyr, limon kislotasy bolsa inhibitor täsir edýär. Şeýle-de bolsa, J.Paul Çen we başgalar. [35] limon kislotasy bilen üýtgedilen işjeňleşdirilen uglerodyň mis ionlarynyň adsorbsiýasyny güýçlendirip biljekdigine göz ýetirdi. Lin Tang we başgalar. [36] formik kislota, oksal turşusy we aminosulfon kislotasy bilen üýtgedilen täjirçilik işjeňleşdirilen uglerod. Üýtgedilenden soň, ýerüsti meýdany we gözenegiň göwrümi azaldy. Taýýar önümiň üstünde 0-HC-0, C-0 we S = 0 ýaly kislorodly funksional toparlar emele geldi we deň däl kanallar we ak kristallar peýda boldy. Asetonyň we izopropanolyň deňagramlylyk adsorbsion kuwwaty hem ep-esli ýokarlandy.

 

Alkogol erginini üýtgetmek tehnologiýasy

Käbir alymlar işjeňleşdirilen ugleroda ikinji derejeli işjeňleşdirme üçin aşgar erginini hem ulandylar. Gözenek gurluşyna gözegçilik etmek üçin dürli konsentrasiýalaryň Na0H ergini bilen öýde öndürilen kömür esasly işjeňleşdirilen uglerody siňdiriň. Netijeler aşgazanyň pes konsentrasiýasynyň gözenegiň köpelmegine we giňelmegine amatlydygyny görkezdi. Iň oňat täsir köpçülikleýin konsentrasiýa 20% bolanda gazanyldy. Işjeňleşdirilen uglerodyň iň ýokary meýdany (681m2 · g-1) we gözenegiň göwrümi (0,5916 sm3 · g-1) bardy. Na0H-iň köpçülikleýin konsentrasiýasy 20% -den geçende, işjeňleşdirilen uglerodyň gözenek gurluşy ýok edilýär we gözenek gurluşynyň parametrleri peselip başlaýar. Sebäbi Na0H ergininiň ýokary konsentrasiýasy uglerod süňküni zaýalap, köp sanly gözenek çöker.

Polimer garyndysy bilen ýokary öndürijilikli işjeňleşdirilen uglerody taýýarlamak. Öňküler furfural rezin we furfuril alkogoly, etilen glikol gözenek emele getiriji serişdedir. Gözenek gurluşy üç polimeriň mazmunyny sazlamak bilen dolandyryldy we gözenegiň ululygy 0,008 bilen 5 μm aralygynda gözenekli material alyndy. Käbir alymlar poliuretan-imid filminiň (PUI) uglerod filmini almak üçin karbonlaşdyrylyp bilinjekdigini we poliuretan (PU) prepolimeriniň molekulýar gurluşyny üýtgetmek arkaly gözenegiň gurluşyna gözegçilik edip boljakdygyny subut etdiler [41]. PUI 200 ° C gyzdyrylanda PU we polimid (PI) emele geler. Heatylylygy bejermegiň temperaturasy 400 ° C-e çykanda, PU pirolizi gaz öndürýär, netijede PI filminde gözenek gurluşy emele gelýär. Karbonlaşandan soň uglerod filmi alynýar. Mundan başga-da, polimer garyş usuly materialyň käbir fiziki we mehaniki aýratynlyklaryny belli bir derejede gowulaşdyryp biler

 

Katalitik işjeňleşdirmegi kadalaşdyrmak tehnologiýasy

Katalitik işjeňleşdirmegi kadalaşdyrmak tehnologiýasy aslynda himiki işjeňleşdirme usuly bilen ýokary temperatura gazy işjeňleşdirmegiň usulydyr. Adatça, çig mallara katalizator hökmünde himiki maddalar goşulýar we katalizatorlar gözenekli uglerod materiallaryny almak üçin karbonizasiýa ýa-da işjeňleşdirme prosesine kömek etmek üçin ulanylýar. Umuman aýdylanda, metallaryň katalitik täsiri bar, ýöne katalitik täsirleri üýtgeýär.

Aslynda, himiki işjeňleşdirmäni kadalaşdyrmak bilen gözenekli materiallaryň katalitik işjeňleşdirme düzgüniniň arasynda aç-açan araçäk ýok. Sebäbi iki usul hem karbonizasiýa we işjeňleşdirme prosesinde reagentleri goşýar. Bu reagentleriň aýratyn roly usulyň katalitik işjeňleşdirme kategoriýasyna degişlidigini kesgitleýär.

Gözenekli uglerod materialynyň gurluşy, katalizatoryň fiziki we himiki aýratynlyklary, katalitik reaksiýa şertleri we katalizator ýüklemek usuly kadalaşdyryş täsirine dürli derejede täsir edip biler. Katalizator hökmünde bitumly kömüri Mn (N03) 2 we Cu (N03) 2 ulanyp, metal oksidleri bolan gözenekli materiallary taýýarlap biler. Degişli mukdarda metal oksidleri gözenegiň we gözenegiň göwrümini gowulaşdyryp biler, ýöne dürli metallaryň katalitik täsiri birneme tapawutlanýar. Cu (N03) 2 gözenekleriň 1,5 ~ 2.0nm aralygynda ösmegine kömek edip biler. Mundan başga-da, çig mal külündäki metal oksidleri we organiki däl duzlar işjeňleşdirme prosesinde katalitik rol oýnar. Sie Çiang we başg. [42] Organiki däl maddalarda kalsiý we demir ýaly elementleriň katalitik işjeňleşme reaksiýasynyň gözenekleriň ösmegine kömek edip biljekdigine ynanýardy. Bu iki elementiň mazmuny aşa ýokary bolanda, önümdäki orta we uly gözenekleriň paýy ep-esli ýokarlanýar.

 

Netije

Iň köp ulanylýan ýaşyl gözenekli uglerod materialy hökmünde işjeňleşdirilen uglerod senagatda we durmuşda möhüm rol oýnasa-da, çig malyň giňelmegi, çykdajylaryň azalmagy, hiliň gowulaşmagy, energiýanyň gowulaşmagy, ömrüň uzalmagy we güýç gowulaşmagy üçin uly potensiala eýe. . Qualityokary hilli we arzan işjeňleşdirilen uglerod çig malyny tapmak, arassa we täsirli işjeňleşdirilen uglerod öndürmek tehnologiýasyny ösdürmek we dürli amaly meýdanlara görä işjeňleşdirilen uglerodyň gözenek gurluşyny optimallaşdyrmak we kadalaşdyrmak işjeňleşdirilen uglerod önümleriniň hilini ýokarlandyrmak we öňe sürmek üçin möhüm ugur bolar. işjeňleşdirilen uglerod pudagynyň ýokary hilli ösüşi.