Ποιες είναι οι μέθοδοι παρασκευής κοκκώδους ενεργού άνθρακα;

Οι μέθοδοι παρασκευής του κοκκώδους ενεργού άνθρακα μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: 1) άμεση ενεργοποίηση άνθρακα χωρίς προσθήκη συνδετικού. 2) προσθήκη ενός συνδετικού για τη διαμόρφωση του ανθρακούχου προδρόμου και στη συνέχεια εκτέλεση της διαδικασίας ενεργοποίησης άνθρακα.
Μέθοδος χωρίς συνδετικό υλικό
Η παρασκευή κοκκώδους ενεργού άνθρακα χωρίς την προσθήκη συνδετικού μπορεί να χωριστεί σε δύο τύπους: ο ένας είναι να ενεργοποιηθούν απευθείας οι πρώτες ύλες φυσικού ξύλου ορισμένου σχήματος και μεγέθους για να ληφθεί άμορφος κοκκώδης ενεργός άνθρακας. το άλλο είναι η παρασκευή κοκκώδους ενεργού άνθρακα με αυτο-χύτευση με μέθοδο ενεργοποίησης χημικού παράγοντα χωρίς προσθήκη συνδετικού.
Abundant shaped natural wood plant raw materials, such as coconut shells, walnut shells, olive kernels and other fruit shells and kernels, can be directly used to prepare amorphous granular activated carbon by physical or chemical activation methods. Poinern et al. used macadamia shells as raw materials, firstly carried out high-temperature carbonization, and then combined with carbon dioxide activation method to prepare granular activated carbon, and explored the effect of activation temperature on the adsorption of gold by activated carbon. The results show that high-temperature activation is conducive to improving the gold absorption capacity of granular activated carbon. He Deliu and others invented the phosphoric acid method to produce wood amorphous granular activated carbon technology. Through pre-crushing, soaking, floating and low-temperature drying and carbonization of raw materials (mainly fruit shells and cores), products with high strength and adsorption capacity can be obtained after activation. The results show that the raw material particle size of 20 ~ 40 mesh is conducive to the penetration of the activator. Compared with the zinc chloride method, the strength of the amorphous carbon is improved, and the iodine value is >950 mg/g, B caramel color >100% και το κόστος παραγωγής του μειώνεται κατά 40% σε σύγκριση με τη φυσική μέθοδο.
Η μέθοδος χημικής ενεργοποίησης είναι η προσθήκη ορισμένης ποσότητας χημικών στις ανθρακούχες πρώτες ύλες, η πλήρης ζύμωση και πλαστικοποίηση για την παραγωγή πίσσας και άλλων συγκολλητικών και πλαστικοποιητικών ουσιών και μπορεί να σχηματιστεί χωρίς προσθήκη πρόσθετων συνδετικών. Η μέθοδος παρασκευής ολοκληρώνεται σε ένα βήμα με θέρμανση ενεργοποίησης άνθρακα. Οι χημικοί παράγοντες που χρησιμοποιούνται για την παρασκευή κοκκώδους ενεργού άνθρακα είναι κυρίως ZnCl2, H3PO4, KOH, NaOH, H2SO4, CaCl2, K2CO3 κ.λπ. Διαφορετικοί χημικοί ενεργοποιητές έχουν διαφορετικούς μηχανισμούς ενεργοποίησης για τις πρώτες ύλες.
Μέθοδος συνδετικού
Η προσθήκη συνδετικών υλικών είναι κυρίως για να λύσει τα προβλήματα των ίδιων των πρώτων υλών που είναι μη κολλητικές, δύσκολα διαμορφώνονται και μη ικανοποιητικής αντοχής προϊόντος και ομαλότητας της επιφάνειας κατά την παρασκευή μορφοποιημένου ενεργού άνθρακα. Ο τύπος και η ποσότητα των συνδετικών υλικών επηρεάζουν σε μεγάλο βαθμό την αντοχή και την απόδοση προσρόφησης του ενεργού άνθρακα. Η προσθήκη συνδετικών συχνά μπλοκάρει ορισμένους από τους πόρους του κοκκώδους ενεργού άνθρακα, με αποτέλεσμα αυξημένη μηχανική αντοχή ενώ μειώνει την απόδοση προσρόφησής του. Τα κοινά συνδετικά περιλαμβάνουν λιθανθρακόπισσα, άμυλο, πίσσα ξύλου, υγρά απόβλητα θειώδους πολτού, άργιλος, απόβλητα μελάσας, καρβοξυμεθυλοκυτταρίνη, ρητίνες κ.λπ.
Ο άνθρακας έχει τα πλεονεκτήματα της υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, των πλούσιων πόρων και της χαμηλής τιμής και χρησιμοποιείται ευρέως ως πρώτη ύλη για την παρασκευή κοκκώδους ενεργού άνθρακα. Επί του παρόντος, ο ακατέργαστος άνθρακας που χρησιμοποιείται για την παραγωγή κοκκώδους ενεργού άνθρακα με βάση τον άνθρακα είναι μη συγκολλητικός και ασθενώς συγκολλητικός άνθρακας, όπως ο ανθρακίτης, ο ασθενώς κολλώδης άνθρακας, ο λιγνίτης κ.λπ. Ως εκ τούτου, μια ορισμένη ποσότητα συνδετικού πρέπει να προστεθεί στον ακατέργαστο κάρβουνο για να το πιέσει να πάρει σχήμα. Δεδομένου ότι η λιθανθρακόπισσα έχει υψηλή περιεκτικότητα σε άσφαλτο και ισχυρή ικανότητα συγκόλλησης στη σκόνη άνθρακα, τα περισσότερα από τα εργοστάσια ενεργού άνθρακα της χώρας μου με βάση τον άνθρακα χρησιμοποιούν λιθανθρακόπισσα ως συνδετικό. Οι Du Yaping et al. χρησιμοποίησε λιθανθρακόπισσα ως συνδετικό για κοκκώδη ενεργό άνθρακα με βάση το πετρέλαιο, την αναμίχθηκε με ανθρακίτη, τον εξώθησε και την ενεργοποίησε για να ληφθεί κοκκώδης ενεργός άνθρακας με υψηλή μηχανική αντοχή και ανέπτυξε μικροπόρους, οι οποίοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως προσροφητικό για τον καθαρισμό του αέρα ή του νερού .
Εκτός από τις πρώτες ύλες άνθρακα, οι ερευνητές έχουν επίσης διεξαγάγει πολλές έρευνες για την παρασκευή κοκκώδους ενεργού άνθρακα από πρώτες ύλες ξύλου και άλλες πρώτες ύλες. Xia Hongying et al. χρησιμοποιούσαν τα απορρίμματα καπνού ως πρώτη ύλη και την πίσσα από ξύλο ως σύνθετο συνδετικό και παρασκεύαζαν κοκκώδη ενεργό άνθρακα με μεθόδους ενεργοποίησης ατμού και διοξειδίου του άνθρακα αντίστοιχα. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι όταν ενεργοποιήθηκε στους 900 βαθμούς, ο κοκκώδης ενεργός άνθρακας που παρασκευάστηκε με τη μέθοδο ατμού ήταν μικροπορώδης, με ειδική επιφάνεια BET 1037 m2/g και συνολικό όγκο πόρων 0,8152 mL/g; Ο ενεργός άνθρακας που παρασκευάστηκε με τη μέθοδο του διοξειδίου του άνθρακα ήταν επίσης μικροπορώδης, με ειδική επιφάνεια 947,81 m2/g και συνολικό όγκο πόρων 0,48 mL/g, αλλά η απόδοση ήταν υψηλότερη από αυτή της μεθόδου ατμού.