Procedura de procesare a cărbunelui activ constă de obicei dintr-o carbonizare urmată de o activare a materialului carbonic de origine vegetală. Carbonizarea este un tratament termic la 400-800°C care transformă materiile prime în carbon prin reducerea la minimum a conținutului de materie volatilă și creșterea conținutului de carbon al materialului. Acest lucru mărește rezistența materialelor și creează o structură poroasă inițială care este necesară dacă carbonul trebuie activat. Ajustarea condițiilor de carbonizare poate afecta în mod semnificativ produsul final. O temperatură de carbonizare crescută crește reactivitatea, dar în același timp scade volumul porilor prezenți. Această scădere a volumului porilor se datorează unei creșteri a condensării materialului la temperaturi mai ridicate de carbonizare, ceea ce duce la o creștere a rezistenței mecanice. Prin urmare, devine important să alegeți temperatura corectă a procesului în funcție de produsul dorit de carbonizare.
Acești oxizi difuzează în afara carbonului, rezultând o gazeificare parțială care deschide porii care erau anterior închisi și dezvoltă în continuare structura poroasă internă a carbonului. În activarea chimică, carbonul reacţionează la temperaturi ridicate cu un agent de deshidratare care elimină majoritatea hidrogenului şi oxigenului din structura carbonului. Activarea chimică combină adesea etapa de carbonizare și activare, dar aceste două etape pot apărea în continuare separat, în funcție de proces. S-au găsit suprafețe mari de peste 3.000 m2/g când se utilizează KOH ca agent de activare chimic.
Cărbune activat din diferite materii prime.
Pe lângă faptul că este un adsorbant folosit în multe scopuri diferite, cărbunele activ poate fi produs dintr-o multitudine de materii prime diferite, ceea ce îl face un produs incredibil de versatil care poate fi produs în multe zone diferite, în funcție de materia primă disponibilă. Unele dintre aceste materiale includ coji de plante, sâmburi de fructe, materiale lemnoase, asfalt, carburi metalice, negru de fum, depozite de deșeuri din ape uzate și resturi de polimeri. Diferite tipuri de cărbune, care există deja într-o formă de 5 cărbune cu o structură de pori dezvoltată, pot fi procesate în continuare pentru a crea cărbune activ. Deși cărbunele activat poate fi produs din aproape orice materie primă, este cel mai eficient din punct de vedere al costurilor și mai conștient de mediu să se producă cărbune activat din deșeuri. S-a demonstrat că carbonii activați produși din coji de nucă de cocos au volume mari de micropori, ceea ce îi face cea mai frecvent utilizată materie primă pentru aplicații în care este necesară o capacitate mare de adsorbție. Rumegul și alte materiale lemnoase deșeuri conțin, de asemenea, structuri microporoase puternic dezvoltate, care sunt bune pentru adsorbția din faza gazoasă. Producerea cărbunelui activ din sâmburi de măsline, prune, caise și piersici produce adsorbanți foarte omogeni, cu duritate semnificativă, rezistență la abraziune și volum mare de micropori. Resturile de PVC pot fi activate dacă HCI este îndepărtat în prealabil și are ca rezultat un cărbune activ care este un bun adsorbant pentru albastrul de metilen. Cărbunele activat a fost chiar produs din resturi de anvelope. Pentru a distinge între gama largă de posibili precursori, devine necesară evaluarea proprietăților fizice rezultate după activare. La alegerea unui precursor sunt importante următoarele proprietăți: suprafața specifică a porilor, volumul porilor și distribuția volumului porilor, compoziția și dimensiunea granulelor și structura/caracterul chimic al suprafeței carbonului.
Alegerea precursorului corect pentru aplicarea corectă este foarte importantă deoarece variația materialelor precursoare permite controlul structurii porilor carbonului. Diferiții precursori conțin cantități variate de macropori (> 50 nm), care determină reactivitatea lor. Acești macropori nu sunt eficienți pentru adsorbție, dar prezența lor permite mai multe canale pentru crearea de micropori în timpul activării. În plus, macroporii oferă mai multe căi pentru ca moleculele de adsorbat să ajungă la micropori în timpul adsorbției.
Ora postării: 01-apr-2022