Faollashtirilgan uglerodni qayta ishlash jarayoni odatda o'simlik manbalaridan olingan uglerodli materialni faollashtirish bilan birga karbonlashtirishdan iborat. Karbonlashtirish - bu 400-800°C haroratda issiqlik bilan ishlov berish bo'lib, u uchuvchan moddalar miqdorini minimallashtirish va materialning uglerod miqdorini oshirish orqali xom ashyoni uglerodga aylantiradi. Bu materialning mustahkamligini oshiradi va uglerod faollashtirilishi kerak bo'lganda zarur bo'lgan dastlabki g'ovakli tuzilishni yaratadi. Karbonlashtirish shartlarini sozlash yakuniy mahsulotga sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkin. Karbonlashtirish haroratining oshishi reaktivlikni oshiradi, lekin shu bilan birga mavjud bo'lgan g'ovaklar hajmini kamaytiradi. G'ovaklar hajmining kamayishi karbonlashtirishning yuqori haroratlarida materialning kondensatsiyasining ortishi bilan bog'liq bo'lib, bu mexanik mustahkamlikning oshishiga olib keladi. Shuning uchun, kerakli karbonlashtirish mahsulotiga asoslangan to'g'ri jarayon haroratini tanlash muhimdir.
Bu oksidlar ugleroddan diffuziyalanadi, natijada qisman gazlanish yuzaga keladi, bu esa ilgari yopilgan teshiklarni ochadi va uglerodning ichki g'ovakli tuzilishini yanada rivojlantiradi. Kimyoviy faollashtirishda uglerod yuqori haroratlarda uglerod tuzilishidan vodorod va kislorodning ko'p qismini yo'q qiladigan suvsizlantiruvchi vosita bilan reaksiyaga kirishadi. Kimyoviy faollashtirish ko'pincha karbonizatsiya va faollashtirish bosqichini birlashtiradi, ammo bu ikki bosqich jarayonga qarab alohida sodir bo'lishi mumkin. KOH kimyoviy faollashtiruvchi vosita sifatida ishlatilganda 3000 m2/g dan ortiq yuqori sirt maydonlari aniqlangan.
Turli xil xom ashyolardan olingan faollashtirilgan uglerod.
Faollashtirilgan uglerod turli maqsadlarda ishlatiladigan adsorbent bo'lishdan tashqari, turli xil xom ashyolardan ishlab chiqarilishi mumkin, bu esa uni mavjud xom ashyoga qarab turli sohalarda ishlab chiqarilishi mumkin bo'lgan nihoyatda ko'p qirrali mahsulotga aylantiradi. Ushbu materiallarning ba'zilari o'simliklarning qobiqlari, mevalarning urug'lari, yog'och materiallari, asfalt, metall karbidlari, uglerod qoralari, kanalizatsiya chiqindilarining qoldiqlari va polimer qoldiqlarini o'z ichiga oladi. Rivojlangan g'ovak tuzilishga ega 5 uglerodli shaklda allaqachon mavjud bo'lgan turli xil ko'mir turlari faollashtirilgan uglerodni yaratish uchun qo'shimcha qayta ishlanishi mumkin. Faollashtirilgan uglerod deyarli har qanday xom ashyodan ishlab chiqarilishi mumkin bo'lsa-da, chiqindi materiallardan faollashtirilgan uglerod ishlab chiqarish eng tejamkor va ekologik jihatdan oqilona hisoblanadi. Hindiston yong'og'i qobig'idan ishlab chiqarilgan faollashtirilgan uglerodlarda ko'p miqdorda mikrog'ovaklar borligi ko'rsatilgan, bu ularni yuqori adsorbsiya qobiliyati talab qilinadigan ilovalar uchun eng ko'p ishlatiladigan xom ashyoga aylantiradi. Yog'och va boshqa yog'och chiqindilari materiallari, shuningdek, gaz fazasidan adsorbsiya uchun yaxshi bo'lgan kuchli rivojlangan mikrog'ovak tuzilmalarni o'z ichiga oladi. Zaytun, olxo'ri, o'rik va shaftoli daraxtlaridan faollashtirilgan uglerod ishlab chiqarish sezilarli darajada qattiqlik, aşınmaya chidamlilik va yuqori mikrog'ovak hajmiga ega yuqori darajada bir xil adsorbentlar beradi. Agar HCl oldindan olib tashlansa, PVX parchalari faollashtirilishi mumkin va natijada metilen ko'k uchun yaxshi adsorbent bo'lgan faollashtirilgan uglerod hosil bo'ladi. Faollashtirilgan uglerodlar hatto shina parchalaridan ham ishlab chiqarilgan. Mumkin bo'lgan prekursorlarning keng doirasini farqlash uchun faollashtirilgandan so'ng hosil bo'lgan fizik xususiyatlarni baholash zarur bo'ladi. Prekursorni tanlashda quyidagi xususiyatlar muhim ahamiyatga ega: g'ovaklarning o'ziga xos sirt maydoni, g'ovak hajmi va g'ovak hajmining taqsimlanishi, granulalarning tarkibi va hajmi, shuningdek, uglerod yuzasining kimyoviy tuzilishi/xarakteri.
To'g'ri qo'llanilishi uchun to'g'ri prekursorni tanlash juda muhimdir, chunki prekursor materiallarining xilma-xilligi uglerod g'ovaklarining tuzilishini boshqarish imkonini beradi. Turli prekursorlar turli miqdordagi makrog'ovaklarni (> 50 nm) o'z ichiga oladi, bu ularning reaktivligini belgilaydi. Bu makrog'ovaklar adsorbsiya uchun samarali emas, ammo ularning mavjudligi faollashuv paytida mikrog'ovaklarni yaratish uchun ko'proq kanallar yaratish imkonini beradi. Bundan tashqari, makrog'ovaklar adsorbsiya paytida adsorbat molekulalari uchun mikrog'ovaklarga yetib borish uchun ko'proq yo'llarni ta'minlaydi.
Nashr vaqti: 2022-yil 1-aprel