Процедурата за обработка на активен въглен обикновено се състои от карбонизация, последвана от активиране на въглероден материал от растителен произход.Карбонизацията е термична обработка при 400-800°C, която превръща суровините във въглерод чрез минимизиране на съдържанието на летлива материя и увеличаване на съдържанието на въглерод в материала.Това увеличава здравината на материала и създава първоначална пореста структура, която е необходима, ако въглеродът трябва да бъде активиран.Регулирането на условията на карбонизация може значително да повлияе на крайния продукт.Повишената температура на карбонизация увеличава реактивността, но в същото време намалява обема на наличните пори.Този намален обем на порите се дължи на увеличаване на кондензацията на материала при по-високи температури на карбонизация, което води до увеличаване на механичната якост.Следователно става важно да се избере правилната температура на процеса въз основа на желания продукт на карбонизация.
Тези оксиди дифундират от въглерода, което води до частична газификация, която отваря порите, които преди са били затворени, и допълнително развива вътрешната пореста структура на въглерода.При химическо активиране въглеродът реагира при високи температури с дехидратиращ агент, който елиминира по-голямата част от водорода и кислорода от въглеродната структура.Химическото активиране често съчетава стъпката на карбонизация и активиране, но тези две стъпки все още могат да се появят отделно в зависимост от процеса.Високи повърхностни площи над 3000 m2 /g са открити при използване на KOH като химически активиращ агент.
Активен въглен от различни суровини.
Освен че е адсорбент, използван за много различни цели, активният въглен може да бъде произведен от множество различни суровини, което го прави невероятно универсален продукт, който може да се произвежда в много различни области в зависимост от наличната суровина.Някои от тези материали включват черупки от растения, костилки от плодове, дървесни материали, асфалт, метални карбиди, сажди, отпадъци от отпадни води и полимерни отпадъци.Различни видове въглища, които вече съществуват в 5 въглеродна форма с развита структура на порите, могат да бъдат допълнително обработени, за да се създаде активен въглен.Въпреки че активният въглен може да бъде произведен от почти всяка суровина, най-рентабилно и екологично е да се произвежда активен въглен от отпадъчни материали.Доказано е, че активният въглен, произведен от кокосови черупки, има голям обем микропори, което ги прави най-често използваната суровина за приложения, където е необходим висок адсорбционен капацитет.Стърготини и други дървесни скрап материали също съдържат силно развити микропорести структури, които са добри за адсорбция от газовата фаза.При производството на активен въглен от костилки на маслини, сливи, кайсии и праскови се получават силно хомогенни адсорбенти със значителна твърдост, устойчивост на абразия и голям обем на микропорите.PVC скрапът може да се активира, ако HCl се отстрани предварително, и се получава активен въглен, който е добър адсорбент за метиленово синьо.Активен въглен дори се произвежда от скрап от гуми.За да се разграничи широката гама от възможни прекурсори, става необходимо да се оценят получените физически свойства след активиране.При избора на прекурсор следните свойства са от значение: специфична повърхностна площ на порите, обем на порите и разпределение на обема на порите, състав и размер на гранулите и химична структура/характер на въглеродната повърхност.
Изборът на правилния прекурсор за правилното приложение е много важен, тъй като вариацията на прекурсорните материали позволява контролиране на структурата на въглеродните пори.Различните прекурсори съдържат различни количества макропори (> 50 nm), които 6 определят тяхната реактивност.Тези макропори не са ефективни за адсорбция, но тяхното присъствие позволява повече канали за създаване на микропори по време на активиране.Освен това, макропорите осигуряват повече пътища за адсорбатните молекули да достигнат до микропорите по време на адсорбцията.
Време на публикуване: 1 април 2022 г