Aktivt kol (AC) hänvisar till de mycket kolhaltiga materialen med hög porositet och sorptionsförmåga som produceras från träet, kokosnötskal, kol och kottar, etc. AC är ett av de ofta använda adsorbenterna som används i olika industrier för att avlägsna många föroreningar från vatten- och luftkroppar.Eftersom AC syntetiserats från jordbruksprodukter och avfallsprodukter, har det visat sig vara ett utmärkt alternativ till de traditionellt använda icke-förnybara och dyra källorna.För framställning av AC används två grundläggande processer, karbonisering och aktivering.I den första processen utsätts prekursorer för höga temperaturer, mellan 400 och 850°C, för att driva ut alla flyktiga komponenter.Hög förhöjd temperatur tar bort alla icke-kolkomponenter från prekursorn såsom väte, syre och kväve i form av gaser och tjäror.Denna process ger kol med hög kolhalt men låg yta och porositet.Emellertid involverar det andra steget aktivering av tidigare syntetiserad kol.Förstärkning av porstorleken under aktiveringsprocessen kan kategoriseras i tre: öppning av tidigare otillgängliga porer, utveckling av nya porer genom selektiv aktivering och breddning av befintliga porer.
Vanligtvis används två tillvägagångssätt, fysikaliska och kemiska, för aktivering för att få önskad ytarea och porositet.Fysisk aktivering innebär aktivering av förkolnad kol med hjälp av oxiderande gaser som luft, koldioxid och ånga vid höga temperaturer (mellan 650 och 900°C).Koldioxid är vanligtvis att föredra på grund av dess rena natur, enkla hantering och kontrollerbara aktiveringsprocess runt 800°C.Hög porjämnhet kan erhållas med koldioxidaktivering i jämförelse med ånga.Men för fysisk aktivering är ånga mycket föredragen jämfört med koldioxid eftersom AC med relativt stor ytarea kan produceras.På grund av vattens mindre molekylstorlek sker dess diffusion inom rödingens struktur effektivt.Aktivering med ånga har visat sig vara cirka två till tre gånger högre än koldioxid med samma omvandlingsgrad.
Kemiskt tillvägagångssätt involverar emellertid blandning av prekursor med aktiverande medel (NaOH, KOH och FeCl3, etc.).Dessa aktiverande medel fungerar som oxidanter såväl som dehydratiseringsmedel.I detta tillvägagångssätt utförs karbonisering och aktivering samtidigt vid jämförelsevis lägre temperatur 300-500°C jämfört med det fysiska tillvägagångssättet.Som ett resultat påverkar det den pyrolytiska sönderdelningen och resulterar sedan i expansion av förbättrad porös struktur och högt kolutbyte.De största fördelarna med kemiskt tillvägagångssätt framför fysikaliskt är kravet på låg temperatur, strukturer med hög mikroporositet, stor yta och minimerad reaktionstid.
Den kemiska aktiveringsmetodens överlägsenhet kan förklaras på basis av en modell föreslagen av Kim och hans medarbetare [1] enligt vilken olika sfäriska mikrodomäner som ansvarar för bildandet av mikroporer finns i AC.Å andra sidan utvecklas mesoporer i intermikrodomänregionerna.Experimentellt bildade de aktivt kol från fenolbaserat harts genom kemisk (med användning av KOH) och fysisk (med användning av ånga) aktivering (Figur 1).Resultaten visade att AC syntetiserad genom KOH-aktivering hade hög ytarea på 2878 m2/g jämfört med 2213 m2/g genom ångaktivering.Dessutom visade sig andra faktorer såsom porstorlek, ytarea, mikroporvolym och genomsnittlig porbredd alla vara bättre under KOH-aktiverade förhållanden jämfört med ångaktiverad.
Skillnader mellan AC Beredd från ångaktivering (C6S9) respektive KOH-aktivering (C6K9), förklaras i termer av mikrostrukturmodell.
Beroende på partikelstorleken och beredningsmetoden kan den kategoriseras i tre typer: powered AC, granulär AC och pärl AC.Powered AC bildas av fina granuler med storleken 1 mm med medeldiameterintervallet 0,15-0,25 mm.Granulär AC har en jämförelsevis större storlek och mindre yttre yta.Granulär AC används för olika applikationer i vätskefas och gasfas beroende på deras dimensionsförhållanden.Tredje klassen: pärla AC syntetiseras i allmänhet från petroleumbeck med en diameter som sträcker sig från 0,35 till 0,8 mm.Den är känd för sin höga mekaniska styrka och låga dammhalt.Den används i stor utsträckning i applikationer med fluidiserad bädd såsom vattenfiltrering på grund av dess sfäriska struktur.
Posttid: 2022-jun-18