Aktiivsüsi (AC) viitab puidust, kookospähkli kestadest, kivisöest ja koonustest jne toodetud kõrge süsinikusisaldusega materjalidele, millel on kõrge poorsus ja sorptsioonivõime. AC on üks sageli kasutatavatest adsorbentidest, mida kasutatakse erinevates tööstusharudes paljude saasteainete eemaldamiseks. vee- ja õhukogudest.Põllumajandus- ja jäätmetoodetest sünteesitud vahelduvvool on osutunud suurepäraseks alternatiiviks traditsiooniliselt kasutatavatele taastumatutele ja kallitele allikatele.Vahelduvvoolu valmistamiseks kasutatakse kahte põhiprotsessi, karboniseerimist ja aktiveerimist.Esimeses protsessis allutatakse lähteained kõrgetele temperatuuridele vahemikus 400–850 °C, et väljutada kõik lenduvad komponendid.Kõrge kõrgendatud temperatuur eemaldab lähteainest kõik mittesüsiniku komponendid, nagu vesinik, hapnik ja lämmastik gaaside ja tõrva kujul.Selle protsessi käigus saadakse suure süsinikusisaldusega, kuid väikese pindala ja poorsusega süsi.Teine samm hõlmab aga varem sünteesitud söe aktiveerimist.Pooride suuruse suurendamine aktiveerimisprotsessi ajal võib jagada kolmeks: varem ligipääsmatute pooride avamine, uute pooride arendamine selektiivse aktiveerimise teel ja olemasolevate pooride laiendamine.
Tavaliselt kasutatakse soovitud pindala ja poorsuse saamiseks aktiveerimiseks kahte lähenemisviisi, füüsikalist ja keemilist.Füüsiline aktiveerimine hõlmab söe aktiveerimist kõrgel temperatuuril (650–900 °C) oksüdeerivate gaaside, nagu õhk, süsinikdioksiid ja aur, abil.Süsinikdioksiidi eelistatakse tavaliselt selle puhta olemuse, lihtsa käsitsemise ja kontrollitava aktiveerimisprotsessi tõttu umbes 800 °C juures.Võrreldes auruga saab süsinikdioksiidi aktiveerimisel saavutada pooride suure ühtluse.Füüsilise aktiveerimise jaoks on aga aur palju eelistatum võrreldes süsinikdioksiidiga, kuna saab toota suhteliselt suure pindalaga vahelduvvoolu.Vee väiksema molekuli suuruse tõttu toimub selle difusioon söe struktuuris tõhusalt.On leitud, et auruga aktiveerimine on umbes kaks kuni kolm korda suurem kui sama konversiooniastmega süsinikdioksiid.
Kuid keemiline lähenemine hõlmab prekursori segamist aktiveerivate ainetega (NaOH, KOH ja FeCl3 jne).Need aktiveerivad ained toimivad nii oksüdeerijate kui ka dehüdreerivate ainetena.Selle lähenemisviisi korral viiakse karboniseerimine ja aktiveerimine läbi samaaegselt suhteliselt madalamal temperatuuril 300-500 °C võrreldes füüsikalise lähenemisega.Selle tulemusena mõjutab see pürolüütilist lagunemist ja seejärel parandab poorse struktuuri laienemist ja suurendab süsiniku saagist.Keemilise lähenemisviisi peamised eelised võrreldes füüsikalise lähenemisviisiga on madala temperatuuri nõue, kõrge mikropoorsusega struktuurid, suur pindala ja minimaalne reaktsiooni lõpuaeg.
Keemilise aktiveerimise meetodi paremust saab seletada Kimi ja tema kaastöötajate välja pakutud mudeli [1] põhjal, mille kohaselt AC-s leidub erinevaid sfäärilisi mikrodomeene, mis vastutavad mikropooride moodustumise eest.Teisest küljest arenevad mesopoorid välja mikrodomeenidevahelistes piirkondades.Eksperimentaalselt moodustasid nad fenoolipõhisest vaigust aktiivsöe keemilise (kasutades KOH) ja füüsilise (kasutades auru) aktiveerimise (joonis 1).Tulemused näitasid, et KOH aktiveerimisel sünteesitud vahelduvvoolu pindala oli 2878 m2/g, võrreldes 2213 m2/g auruga aktiveerimisega.Lisaks leiti, et muud tegurid, nagu pooride suurus, pindala, mikropooride maht ja keskmine pooride laius, on KOH-ga aktiveeritud tingimustes paremad kui auruga aktiveeritud tingimustes.
Auruga aktiveerimisest valmistatud vahelduvvoolu (C6S9) ja KOH aktiveerimise (C6K9) erinevused on selgitatud mikrostruktuuri mudeli järgi.
Sõltuvalt osakeste suurusest ja valmistamismeetodist võib selle jagada kolme tüüpi: toitega vahelduvvoolu, granuleeritud vahelduvvoolu ja helmeste vahelduvvoolu.Powered AC on moodustatud peentest graanulitest suurusega 1 mm keskmise läbimõõduga 0,15-0,25 mm.Granuleeritud vahelduvvoolul on suhteliselt suurem suurus ja väiksem välispind.Granuleeritud vahelduvvoolu kasutatakse mitmesugustes vedelfaasis ja gaasifaasis, sõltuvalt nende mõõtmete suhetest.Kolmas klass: AC rant sünteesitakse tavaliselt nafta pigist läbimõõduga 0,35–0,8 mm.See on tuntud oma suure mehaanilise tugevuse ja vähese tolmusisalduse poolest.Seda kasutatakse selle sfäärilise struktuuri tõttu laialdaselt keevkihtrakendustes, näiteks vee filtreerimisel.
Postitusaeg: 18. juuni 2022