Працэдура апрацоўкі актываванага вугалю звычайна складаецца з карбанізацыі з наступнай актывацыяй вугляроднага матэрыялу расліннага паходжання. Карбанізацыя - гэта тэрмічная апрацоўка пры тэмпературы 400-800°C, якая пераўтварае сыравіну ў вуглярод, мінімізуючы ўтрыманне лятучых рэчываў і павялічваючы ўтрыманне вугляроду ў матэрыяле. Гэта павялічвае трываласць матэрыялаў і стварае пачатковую сітаватую структуру, неабходную для актывацыі вугляроду. Рэгуляванне ўмоў карбанізацыі можа значна паўплываць на канчатковы прадукт. Павышэнне тэмпературы карбанізацыі павялічвае рэакцыйную здольнасць, але ў той жа час памяншае аб'ём наяўных пор. Гэта змяншэнне аб'ёму пор звязана з павелічэннем кандэнсацыі матэрыялу пры больш высокіх тэмпературах карбанізацыі, што прыводзіць да павелічэння механічнай трываласці. Таму важна выбраць правільную тэмпературу працэсу ў залежнасці ад жаданага прадукту карбанізацыі.
Гэтыя аксіды дыфузіруюць з вугляроду, што прыводзіць да частковай газіфікацыі, якая адкрывае пары, якія раней былі закрытыя, і далей развівае ўнутраную сітаватую структуру вугляроду. Пры хімічнай актывацыі вуглярод рэагуе пры высокіх тэмпературах з дэгідратацыйным агентам, які выдаляе большую частку вадароду і кіслароду з вугляроднай структуры. Хімічная актывацыя часта спалучае этапы карбанізацыі і актывацыі, але гэтыя два этапы могуць адбывацца асобна ў залежнасці ад працэсу. Пры выкарыстанні KOH у якасці хімічнага актывуючага агента былі выяўлены вялікія плошчы паверхні, якія перавышаюць 3000 м2/г.
Актываваны вугаль з розных сыравін.
Акрамя таго, што актываваны вугаль з'яўляецца адсарбентам, які выкарыстоўваецца для розных мэтаў, ён можа быць атрыманы з мноства розных відаў сыравіны, што робіць яго неверагодна універсальным прадуктам, які можна вырабляць у розных галінах у залежнасці ад наяўнасці сыравіны. Некаторыя з гэтых матэрыялаў ўключаюць шкарлупіны раслін, костачкі садавіны, драўняныя матэрыялы, асфальт, карбіды металаў, сажу, адклады адходаў сцёкавых вод і палімерныя адходы. Розныя віды вугалю, якія ўжо існуюць у вугляроднай форме з развітой порыстай структурай, могуць быць далей апрацаваны для атрымання актываванага вугалю. Нягледзячы на тое, што актываваны вугаль можна атрымаць практычна з любой сыравіны, найбольш эканамічна эфектыўна і экалагічна бяспечна вырабляць актываваны вугаль з адходаў. Было паказана, што актываваны вугаль, атрыманы з шкарлупіны какосавых арэхаў, мае вялікі аб'ём мікрапор, што робіць яго найбольш распаўсюджанай сыравінай для прымянення, дзе патрэбна высокая адсарбцыйная здольнасць. Пілавінне і іншыя драўняныя адходы таксама ўтрымліваюць моцна развітыя мікрапорыстыя структуры, якія добра падыходзяць для адсорбцыі з газавай фазы. Вытворчасць актываванага вугалю з костачак алівак, сліваў, абрыкосаў і персікаў дае вельмі аднастайныя адсарбенты са значнай цвёрдасцю, устойлівасцю да ізаляцыі і вялікім аб'ёмам мікрапор. Адходы ПВХ можна актываваць, калі папярэдне выдаліць HCl, і ў выніку атрымліваецца актываваны вугаль, які з'яўляецца добрым адсарбентам для метыленавага сіняга. Актываваны вугаль нават вырабляецца з адходаў шын. Каб адрозніць шырокі спектр магчымых папярэднікаў, неабходна ацаніць атрыманыя фізічныя ўласцівасці пасля актывацыі. Пры выбары папярэдніка важныя наступныя ўласцівасці: удзельная плошча паверхні пор, аб'ём пор і размеркаванне аб'ёму пор, склад і памер гранул, а таксама хімічная структура/характар паверхні вугляроду.
Выбар правільнага папярэдніка для патрэбнага прымянення вельмі важны, таму што варыятыўнасць матэрыялаў папярэднікаў дазваляе кантраляваць структуру пор вугляроду. Розныя папярэднікі ўтрымліваюць розную колькасць макрапор (> 50 нм), якія вызначаюць іх рэакцыйную здольнасць. Гэтыя макрапоры неэфектыўныя для адсорбцыі, але іх прысутнасць дазваляе ствараць больш каналаў для мікрапор падчас актывацыі. Акрамя таго, макрапоры забяспечваюць больш шляхоў для малекул адсарбата дасягаць мікрапор падчас адсорбцыі.
Час публікацыі: 01 красавіка 2022 г.