Faollashgan uglerod (AC) yog'och, hindiston yong'og'i qobig'i, ko'mir va konuslardan va boshqalardan ishlab chiqarilgan yuqori porozlik va sorbsiya qobiliyatiga ega bo'lgan yuqori uglerodli materiallarga ishora qiladi. AC ko'plab ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlash uchun turli sanoatlarda qo'llaniladigan tez-tez ishlatiladigan adsorbentlardan biridir. suv va havo jismlaridan.Qishloq xo'jaligi va chiqindilardan sintez qilingan AC an'anaviy ravishda qayta tiklanmaydigan va qimmat manbalarga ajoyib alternativ ekanligini isbotladi.AC ni tayyorlash uchun ikkita asosiy jarayon, karbonizatsiya va faollashtirish qo'llaniladi.Birinchi jarayonda prekursorlar barcha uchuvchi komponentlarni chiqarib yuborish uchun 400 dan 850 ° C gacha bo'lgan yuqori haroratga duchor bo'ladi.Yuqori harorat vodorod, kislorod va azot kabi barcha uglerod bo'lmagan komponentlarni gazlar va smolalar shaklida olib tashlaydi.Bu jarayon yuqori uglerodli tarkibga ega, ammo sirt maydoni va g'ovakligi past bo'lgan ko'mir hosil qiladi.Biroq, ikkinchi bosqich avval sintez qilingan charni faollashtirishni o'z ichiga oladi.Faollashtirish jarayonida g'ovak hajmining kattalashishini uchta toifaga bo'lish mumkin: ilgari kirish imkoni bo'lmagan teshiklarni ochish, selektiv faollashtirish orqali yangi teshiklarni yaratish va mavjud teshiklarni kengaytirish.
Odatda, kerakli sirt maydoni va g'ovaklikni olish uchun faollashtirish uchun ikkita fizik va kimyoviy yondashuv qo'llaniladi.Jismoniy faollashtirish yuqori haroratlarda (650 dan 900 ° C gacha) havo, karbonat angidrid va bug 'kabi oksidlovchi gazlar yordamida karbonlashtirilgan ko'mirni faollashtirishni o'z ichiga oladi.Karbonat angidrid odatda sof tabiati, oson ishlov berish va 800 ° C atrofida boshqariladigan faollashtirish jarayoni tufayli afzallik beriladi.Bug 'bilan solishtirganda karbonat angidridni faollashtirish bilan yuqori gözenek bir xilligiga erishish mumkin.Biroq, jismoniy faollashtirish uchun, bug 'karbonat angidridga nisbatan ko'proq afzalroqdir, chunki nisbatan yuqori sirt maydoni bo'lgan AC ishlab chiqarilishi mumkin.Kichikroq molekula hajmi tufayli suvning char tuzilishi ichida tarqalishi samarali sodir bo'ladi.Bug 'bilan faollashtirish bir xil darajadagi konversiyaga ega bo'lgan karbonat angidriddan ikki-uch baravar yuqori ekanligi aniqlandi.
Biroq, kimyoviy yondashuv prekursorni faollashtiruvchi moddalar (NaOH, KOH va FeCl3 va boshqalar) bilan aralashtirishni o'z ichiga oladi.Ushbu faollashtiruvchi moddalar oksidlovchi va suvsizlantiruvchi moddalar sifatida ishlaydi.Ushbu yondashuvda karbonlashtirish va faollashtirish bir vaqtning o'zida jismoniy yondashuvga nisbatan nisbatan pastroq haroratda 300-500 ° C da amalga oshiriladi.Natijada, u pirolitik parchalanishga ta'sir qiladi va keyin yaxshilangan gözenekli strukturaning kengayishiga va yuqori uglerod rentabelligiga olib keladi.Kimyoviyning fizikaviy yondashuvga nisbatan asosiy afzalliklari past harorat talabi, yuqori mikrog'ovaklik tuzilmalari, katta sirt maydoni va minimal reaktsiyani yakunlash vaqtidir.
Kimyoviy faollashtirish usulining ustunligini Kim va uning hamkasblari tomonidan taklif qilingan model asosida tushuntirish mumkin [1], unga ko'ra ACda mikroporlarning shakllanishi uchun mas'ul bo'lgan turli xil sferik mikrodomenlar mavjud.Boshqa tomondan, mezoporlar mikrodomenlararo mintaqalarda rivojlangan.Ular eksperimental ravishda fenol asosidagi qatrondan kimyoviy (KOH yordamida) va fizik (bug‘ yordamida) faollashtirish yo‘li bilan faollashgan uglerod hosil qildilar (1-rasm).Natijalar shuni ko'rsatdiki, KOH faollashuvi bilan sintez qilingan AC yuqori sirt maydoniga ega bo'lgan 2878 m2 / g bug' bilan faollashtirilgan 2213 m2 / g.Bundan tashqari, g'ovak o'lchami, sirt maydoni, mikrog'ovak hajmi va o'rtacha gözenek kengligi kabi boshqa omillar KOH faollashtirilgan sharoitda bug' bilan faollashtirilgandan ko'ra yaxshiroq ekanligi aniqlandi.
Bug'ni faollashtirishdan tayyorlangan AC (C6S9) va KOH faollashuvi (C6K9) o'rtasidagi farqlar, mos ravishda, mikro tuzilma modeli nuqtai nazaridan tushuntiriladi.
Zarrachalar hajmi va tayyorlash usuliga qarab, uni uch turga bo'lish mumkin: quvvatli AC, granulyar AC va boncuk AC.Quvvatlangan o'zgaruvchan tok o'rtacha diametri 0,15-0,25 mm bo'lgan 1 mm o'lchamdagi mayda granulalardan hosil bo'ladi.Granular AC nisbatan kattaroq hajmga va kamroq tashqi sirt maydoniga ega.Granular o'zgaruvchan tok o'lchov nisbatlariga qarab turli xil suyuqlik va gaz fazalari uchun ishlatiladi.Uchinchi sinf: boncuk AC odatda diametri 0,35 dan 0,8 mm gacha bo'lgan neft pitchidan sintezlanadi.U yuqori mexanik kuch va past chang miqdori bilan mashhur.Sferik tuzilishi tufayli suvni filtrlash kabi suyuqlashtirilgan yotoq ilovalarida keng qo'llaniladi.
Yuborilgan vaqt: 2022 yil 18-iyun