Активираниот јаглен (AC) се однесува на високо јаглеродни материјали со висока порозност и способност за сорпција, произведени од дрво, кокосови лушпи, јаглен и конуси итн. AC е еден од често користените адсорбенти што се користат во различни индустрии за отстранување на бројни загадувачи од водните и воздушните тела. Бидејќи AC се синтетизира од земјоделските и отпадните производи, се покажа како одлична алтернатива на традиционално користените необновливи и скапи извори. За подготовка на AC, се користат два основни процеса, карбонизација и активирање. Во првиот процес, прекурсорите се подложени на високи температури, помеѓу 400 и 850°C, за да се исфрлат сите испарливи компоненти. Високата покачена температура ги отстранува сите нејаглеродни компоненти од прекурсорот, како што се водород, кислород и азот во форма на гасови и катрани. Овој процес произведува јаглен со висока содржина на јаглерод, но ниска површина и порозност. Сепак, вториот чекор вклучува активирање на претходно синтетизиран јаглен. Зголемувањето на големината на порите за време на процесот на активирање може да се категоризира во три: отворање на претходно недостапни пори, развој на нови пори со селективна активација и проширување на постојните пори.
Обично, за активирање се користат два пристапа, физички и хемиски, за да се добие посакуваната површина и порозност. Физичката активација вклучува активирање на карбонизиран јаглен со употреба на оксидирачки гасови како што се воздух, јаглерод диоксид и пареа на високи температури (помеѓу 650 и 900°C). Јаглерод диоксидот обично се претпочита поради неговата чиста природа, лесно ракување и контролиран процес на активирање околу 800°C. Висока униформност на порите може да се постигне со активирање на јаглерод диоксид во споредба со пареата. Сепак, за физичка активација, пареата е многу попосакувана во споредба со јаглерод диоксидот, бидејќи може да се произведе AC со релативно голема површина. Поради помалата големина на молекулата на водата, неговата дифузија во структурата на јагленот се случува ефикасно. Откриено е дека активирањето со пареа е околу два до три пати поголемо од јаглерод диоксидот со ист степен на конверзија.
Сепак, хемискиот пристап вклучува мешање на прекурсор со активирачки агенси (NaOH, KOH и FeCl3, итн.). Овие активирачки агенси дејствуваат како оксиданти, како и како дехидрирачки агенси. Во овој пристап, карбонизацијата и активирањето се вршат истовремено на релативно пониска температура 300-500°C во споредба со физичкиот пристап. Како резултат на тоа, се влијае на пиролитичкото распаѓање, а потоа се добива проширување на подобрената порозна структура и висок принос на јаглерод. Главните предности на хемискиот во однос на физичкиот пристап се ниските температури, структурите со висока микропорозност, големата површина и минимизираното време на завршување на реакцијата.
Супериорноста на методот на хемиска активација може да се објасни врз основа на модел предложен од Ким и неговите соработници [1] според кој во AC се наоѓаат различни сферични микродомени одговорни за формирање на микропори. Од друга страна, мезопорите се развиваат во интермикродоменските региони. Експериментално, тие формирале активен јаглен од смола базирана на фенол со хемиска (користејќи KOH) и физичка (користејќи пареа) активација (Слика 1). Резултатите покажаа дека AC синтетизиран со KOH активација поседува голема површина од 2878 m2/g во споредба со 2213 m2/g со пареа активација. Покрај тоа, други фактори како што се големината на порите, површината, волуменот на микропорите и просечната ширина на порите се покажаа како подобри во услови активирани со KOH во споредба со услови активирани со пареа.
Разликите помеѓу AC подготвен со активација на пареа (C6S9) и активација на KOH (C6K9), соодветно, објаснети во однос на микроструктурен модел.
Во зависност од големината на честичките и методот на подготовка, може да се категоризира во три вида: напојуван наизменичен флуид, грануларен наизменичен флуид и наизменичен флуид во форма на зрно. Напојуван наизменичен флуид се формира од фини гранули со големина од 1 mm со просечен дијаметар од 0,15-0,25 mm. Грануларниот наизменичен флуид има релативно поголема големина и помала надворешна површина. Грануларните наизменичен флуид се користат за различни апликации во течна и гасна фаза, во зависност од нивните соодноси на димензии. Трета класа: наизменичниот наизменичен флуид генерално се синтетизира од нафтена смола со дијаметар од 0,35 до 0,8 mm. Познат е по својата висока механичка цврстина и ниска содржина на прашина. Широко се користи во апликации со флуидизиран слој, како што е филтрација на вода, поради неговата сферична структура.
Време на објавување: 18 јуни 2022 година