Aktivləşdirilmiş karbon (AC) ağac, hindistan cevizi qabıqları, kömür və konuslardan və s.-dən əldə edilən yüksək məsaməli və sorbsiya qabiliyyətinə malik yüksək karbonlu materiallara aiddir. AC çoxsaylı çirkləndiricilərin çıxarılması üçün müxtəlif sənayelərdə istifadə olunan tez-tez istifadə olunan adsorbentlərdən biridir. su və hava cisimlərindən.AC kənd təsərrüfatı və tullantı məhsullarından sintez edildiyi üçün ənənəvi olaraq istifadə olunan bərpa olunmayan və bahalı mənbələrə əla alternativ olduğunu sübut etdi.AC-nin hazırlanması üçün iki əsas proses, karbonlaşma və aktivləşdirmə istifadə olunur.Birinci prosesdə prekursorlar bütün uçucu komponentləri xaric etmək üçün 400 ilə 850°C arasında yüksək temperaturlara məruz qalırlar.Yüksək temperatur qazlar və qətranlar şəklində hidrogen, oksigen və azot kimi bütün qeyri-karbon komponentləri prekursordan çıxarır.Bu proses yüksək karbon tərkibli, lakin aşağı səth sahəsi və məsaməli olan kömür istehsal edir.Bununla belə, ikinci addım əvvəllər sintez edilmiş charın aktivləşdirilməsini nəzərdə tutur.Aktivləşdirmə prosesi zamanı məsamə ölçüsünün genişləndirilməsi üç kateqoriyaya bölünə bilər: əvvəllər əlçatmaz məsamələrin açılması, seçici aktivləşdirmə ilə yeni məsamələrin inkişafı və mövcud məsamələrin genişləndirilməsi.
İstənilən səth sahəsini və gözenekliliyi əldə etmək üçün aktivləşdirmə üçün adətən fiziki və kimyəvi iki yanaşma istifadə olunur.Fiziki aktivləşdirmə yüksək temperaturda (650 ilə 900°C arasında) hava, karbon qazı və buxar kimi oksidləşdirici qazlardan istifadə edərək karbonlaşmış kömürün aktivləşdirilməsini nəzərdə tutur.Təmiz təbiəti, asan idarə edilməsi və 800°C ətrafında idarə oluna bilən aktivləşdirmə prosesinə görə karbon dioksid adətən üstünlük təşkil edir.Buxarla müqayisədə karbon qazının aktivləşdirilməsi ilə yüksək məsamə vahidliyi əldə edilə bilər.Bununla birlikdə, fiziki aktivləşdirmə üçün karbon qazı ilə müqayisədə buxar daha çox üstünlük təşkil edir, çünki nisbətən yüksək səth sahəsi olan AC istehsal edilə bilər.Suyun daha kiçik molekul ölçüsünə görə, onun kömür strukturunda yayılması səmərəli şəkildə baş verir.Buxarla aktivləşmənin eyni dərəcədə çevrilmə dərəcəsi ilə karbon qazından təxminən iki-üç dəfə yüksək olduğu aşkar edilmişdir.
Bununla belə, kimyəvi yanaşma prekursorun aktivləşdirici maddələrlə (NaOH, KOH və FeCl3 və s.) qarışdırılmasını nəzərdə tutur.Bu aktivləşdirici maddələr həm oksidləşdirici, həm də susuzlaşdırıcı kimi fəaliyyət göstərir.Bu yanaşmada karbonlaşma və aktivləşdirmə fiziki yanaşma ilə müqayisədə 300-500°C nisbətən aşağı temperaturda eyni vaxtda həyata keçirilir.Nəticədə, pirolitik parçalanmaya təsir edir və daha sonra təkmilləşdirilmiş məsaməli strukturun genişlənməsi və yüksək karbon məhsuldarlığı ilə nəticələnir.Kimyəvi metodun fiziki yanaşma ilə müqayisədə əsas üstünlükləri aşağı temperatur tələbi, yüksək mikroməsaməlik strukturları, geniş səth sahəsi və minimum reaksiyanın tamamlanma müddətidir.
Kimyəvi aktivləşdirmə metodunun üstünlüyü Kim və onun əməkdaşlarının [1] təklif etdiyi model əsasında izah oluna bilər ki, bu modelə əsasən AC-də mikroməsamələrin əmələ gəlməsinə cavabdeh olan müxtəlif sferik mikrodomenlər tapılır.Digər tərəfdən, mezoporlar mikrodomenlərarası bölgələrdə inkişaf edir.Onlar eksperimental olaraq fenol əsaslı qatrandan kimyəvi (KOH istifadə etməklə) və fiziki (buxardan istifadə etməklə) aktivləşdirmə yolu ilə aktivləşdirilmiş karbon əmələ gətirmişlər (Şəkil 1).Nəticələr göstərdi ki, KOH aktivləşdirilməsi ilə sintez edilən AC buxarla aktivləşdirmə ilə 2213 m2/q ilə müqayisədə 2878 m2/q yüksək səth sahəsinə malikdir.Bundan əlavə, məsamə ölçüsü, səth sahəsi, mikroməsamə həcmi və orta məsamə eni kimi digər amillərin hamısının KOH ilə aktivləşdirilmiş şəraitdə buxarla aktivləşdirilmiş şəraitdən daha yaxşı olduğu aşkar edilmişdir.
Buxar aktivləşdirməsindən hazırlanan AC (C6S9) və KOH aktivləşdirməsi (C6K9) arasındakı fərqlər, müvafiq olaraq, mikrostruktur modeli baxımından izah olunur.
Hissəcik ölçüsündən və hazırlanma üsulundan asılı olaraq, onu üç növə bölmək olar: güclü AC, dənəvər AC və muncuq AC.Güclü AC orta diametr diapazonu 0,15-0,25 mm olan 1 mm ölçülü incə qranullardan əmələ gəlir.Qranulyar AC nisbətən daha böyük ölçüyə və daha az xarici səth sahəsinə malikdir.Qranulyar AC ölçü nisbətlərindən asılı olaraq müxtəlif maye faza və qaz faza tətbiqləri üçün istifadə olunur.Üçüncü sinif: AC muncuqları ümumiyyətlə diametri 0,35 ilə 0,8 mm arasında dəyişən neft qatından sintez edilir.Yüksək mexaniki gücü və aşağı toz tərkibi ilə tanınır.Sferik quruluşuna görə suyun filtrasiyası kimi mayeləşdirilmiş yataq tətbiqlərində geniş şəkildə istifadə olunur.
Göndərmə vaxtı: 18 iyun 2022-ci il