Aktyvuota anglis (AC) reiškia labai anglies turinčias medžiagas, turinčias didelį poringumą ir didelį sorbcijos gebą, pagamintą iš medienos, kokoso kevalų, anglies, kūgių ir kt. AC yra vienas iš dažnai naudojamų adsorbentų, naudojamų įvairiose pramonės šakose daugeliui teršalų pašalinti. iš vandens ir oro telkinių. Kadangi kintamoji kintamoji srovė, susintetinta iš žemės ūkio ir atliekų produktų, pasirodė esanti puiki alternatyva tradiciškai naudojamiems neatsinaujinamiems ir brangiems šaltiniams. AC paruošimui naudojami du pagrindiniai procesai – karbonizacija ir aktyvinimas. Pirmajame procese pirmtakai yra veikiami aukštoje temperatūroje, nuo 400 iki 850 °C, kad būtų pašalinti visi lakieji komponentai. Aukšta temperatūra pašalina iš pirmtako visus ne anglies komponentus, tokius kaip vandenilis, deguonis ir azotas dujų ir dervų pavidalu. Šio proceso metu gaunamas anglies kiekis, kuriame yra daug anglies, bet mažas paviršiaus plotas ir poringumas. Tačiau antrasis žingsnis apima anksčiau susintetintos char aktyvavimą. Porų dydžio padidinimas aktyvinimo proceso metu gali būti suskirstytas į tris kategorijas: anksčiau neprieinamų porų atsivėrimas, naujų porų kūrimas selektyviai aktyvuojant ir esamų porų išplėtimas.
Paprastai norint gauti norimą paviršiaus plotą ir poringumą, aktyvavimui naudojami du būdai – fizinis ir cheminis. Fizinis aktyvinimas apima karbonizuotos anglies aktyvavimą naudojant oksiduojančias dujas, tokias kaip oras, anglies dioksidas ir garai aukštoje temperatūroje (nuo 650 iki 900 °C). Paprastai pirmenybė teikiama anglies dioksidui, nes jis yra grynas, lengvai valdomas ir kontroliuojamas aktyvavimo procesas, esant maždaug 800 °C temperatūrai. Aktyvinant anglies dioksidą, palyginti su garais, galima gauti didelį porų vienodumą. Tačiau fiziniam aktyvinimui labiau tinka garai, palyginti su anglies dioksidu, nes gali būti gaminama santykinai didelio paviršiaus ploto kintamoji srovė. Dėl mažesnio vandens molekulės dydžio, jo difuzija anglies struktūroje vyksta efektyviai. Nustatyta, kad aktyvinimas garais yra maždaug du ar tris kartus didesnis nei anglies dioksido su tokiu pat laipsniu.
Tačiau cheminis metodas apima pirmtakų maišymą su aktyvuojančiomis medžiagomis (NaOH, KOH ir FeCl3 ir kt.). Šios aktyvuojančios medžiagos veikia kaip oksidatoriai, taip pat kaip sausinančios medžiagos. Taikant šį metodą, karbonizacija ir aktyvinimas atliekami vienu metu, esant santykinai žemesnei 300-500°C temperatūrai, palyginti su fiziniu metodu. Dėl to jis veikia pirolitinį skilimą, o vėliau pagerina porėtą struktūrą ir padidina anglies išeigą. Pagrindiniai cheminių medžiagų pranašumai, palyginti su fiziniu požiūriu, yra žemos temperatūros reikalavimas, didelės mikroporingumo struktūros, didelis paviršiaus plotas ir sutrumpintas reakcijos laikas.
Cheminio aktyvinimo metodo pranašumą galima paaiškinti remiantis Kimo ir jo bendradarbių pasiūlytu modeliu [1], pagal kurį AC randami įvairūs sferiniai mikrodomenai, atsakingi už mikroporų susidarymą. Kita vertus, mezoporos išsivysto tarpmikrodomeniniuose regionuose. Eksperimentiškai jie sudarė aktyvuotą anglį iš fenolio pagrindu pagamintos dervos cheminio (naudojant KOH) ir fizinio (naudojant garą) aktyvinimo būdu (1 pav.). Rezultatai parodė, kad AC, susintetintas KOH aktyvinimo būdu, turėjo didelį paviršiaus plotą – 2878 m2/g, palyginti su 2213 m2/g aktyvuojant garais. Be to, kiti veiksniai, tokie kaip porų dydis, paviršiaus plotas, mikroporų tūris ir vidutinis porų plotis, buvo geresni KOH aktyvintomis sąlygomis, palyginti su aktyvuotais garais.
Skirtumai tarp kintamosios srovės, paruoštos iš aktyvinimo garais (C6S9) ir KOH aktyvinimo (C6K9), atitinkamai paaiškinti mikrostruktūros modeliu.
Priklausomai nuo dalelių dydžio ir paruošimo būdo, jį galima suskirstyti į tris tipus: varoma kintamoji, granuliuota kintamoji ir granulinė kintamoji. Maitinama kintamoji srovė formuojama iš smulkių 1 mm dydžio granulių, kurių vidutinis skersmuo yra 0,15-0,25 mm. Granuliuota kintamoji srovė yra palyginti didesnio dydžio ir mažesnio išorinio paviršiaus ploto. Granuliuota kintamoji srovė naudojama įvairioms skystosios ir dujinės fazės reikmėms, priklausomai nuo jų matmenų santykio. Trečioji klasė: AC rutuliukai paprastai sintetinami iš naftos žingsnio, kurio skersmuo svyruoja nuo 0,35 iki 0,8 mm. Jis žinomas dėl didelio mechaninio stiprumo ir mažo dulkių kiekio. Dėl savo sferinės struktūros jis plačiai naudojamas verdančiojo sluoksnio įrenginiuose, pavyzdžiui, vandens filtravimui.
Paskelbimo laikas: 2022-06-18