Postup spracovania aktívneho uhlia typicky pozostáva z karbonizácie, po ktorej nasleduje aktivácia uhlíkatého materiálu rastlinného pôvodu. Karbonizácia je tepelné spracovanie pri 400-800°C, ktoré premieňa suroviny na uhlík minimalizovaním obsahu prchavých látok a zvýšením obsahu uhlíka v materiáli. To zvyšuje pevnosť materiálov a vytvára počiatočnú poréznu štruktúru, ktorá je potrebná, ak sa má uhlík aktivovať. Úprava podmienok karbonizácie môže výrazne ovplyvniť konečný produkt. Zvýšená teplota karbonizácie zvyšuje reaktivitu, ale súčasne znižuje objem prítomných pórov. Tento zmenšený objem pórov je spôsobený zvýšením kondenzácie materiálu pri vyšších teplotách karbonizácie, čo vedie k zvýšeniu mechanickej pevnosti. Preto je dôležité zvoliť správnu procesnú teplotu na základe požadovaného produktu karbonizácie.
Tieto oxidy difundujú z uhlíka, čo vedie k čiastočnému splyňovaniu, ktoré otvára póry, ktoré boli predtým uzavreté, a ďalej rozvíja vnútornú poréznu štruktúru uhlíka. Pri chemickej aktivácii uhlík reaguje pri vysokých teplotách s dehydratačným činidlom, ktoré odstraňuje väčšinu vodíka a kyslíka z uhlíkovej štruktúry. Chemická aktivácia často kombinuje krok karbonizácie a aktivácie, ale tieto dva kroky môžu stále prebiehať oddelene v závislosti od procesu. Pri použití KOH ako chemického aktivačného činidla boli zistené veľké plochy povrchu presahujúce 3000 m2/g.
Aktívne uhlie z rôznych surovín.
Okrem toho, že sa aktívne uhlie používa na mnoho rôznych účelov, môže byť vyrobené z množstva rôznych surovín, čo z neho robí neuveriteľne všestranný produkt, ktorý možno vyrábať v mnohých rôznych oblastiach v závislosti od dostupnej suroviny. Niektoré z týchto materiálov zahŕňajú škrupiny rastlín, kôstky ovocia, drevité materiály, asfalt, karbidy kovov, sadze, zvyšky odpadu z odpadových vôd a zvyšky polymérov. Rôzne druhy uhlia, ktoré už existujú v 5 uhlíkovej forme s rozvinutou štruktúrou pórov, môžu byť ďalej spracované na aktívne uhlie. Hoci aktívne uhlie môže byť vyrobené z takmer akejkoľvek suroviny, je nákladovo najefektívnejšie a ekologickejšie vyrábať aktívne uhlie z odpadových materiálov. Ukázalo sa, že aktívne uhlie vyrobené z kokosových škrupín má vysoký objem mikropórov, čo z nich robí najčastejšie používanú surovinu pre aplikácie, kde je potrebná vysoká adsorpčná kapacita. Piliny a iné drevené odpadové materiály tiež obsahujú silne vyvinuté mikroporézne štruktúry, ktoré sú dobré pre adsorpciu z plynnej fázy. Výroba aktívneho uhlia z kôstok olív, sliviek, marhúľ a broskýň poskytuje vysoko homogénne adsorbenty s výraznou tvrdosťou, odolnosťou voči oderu a veľkým objemom mikropórov. Odpad PVC sa môže aktivovať, ak sa predtým odstráni HCl, a výsledkom je aktívne uhlie, ktoré je dobrým adsorbentom metylénovej modrej. Aktívne uhlie sa dokonca vyrábalo zo šrotu pneumatík. Aby bolo možné rozlíšiť medzi širokou škálou možných prekurzorov, je potrebné vyhodnotiť výsledné fyzikálne vlastnosti po aktivácii. Pri výbere prekurzora sú dôležité nasledujúce vlastnosti: špecifický povrch pórov, objem pórov a distribúcia objemu pórov, zloženie a veľkosť granúl a chemická štruktúra/charakter uhlíkového povrchu.
Výber správneho prekurzora pre správnu aplikáciu je veľmi dôležitý, pretože variácia materiálov prekurzorov umožňuje kontrolovať štruktúru pórov uhlíka. Rôzne prekurzory obsahujú rôzne množstvá makropórov (> 50 nm), ktoré určujú ich reaktivitu. Tieto makropóry nie sú účinné pre adsorpciu, ale ich prítomnosť umožňuje viac kanálov na vytváranie mikropórov počas aktivácie. Okrem toho makropóry poskytujú viac ciest pre molekuly adsorbátu, aby dosiahli mikropóry počas adsorpcie.
Čas odoslania: apríl-01-2022