Postopek predelave aktivnega oglja je običajno sestavljen iz karbonizacije, ki ji sledi aktivacija ogljikovega materiala rastlinskega izvora. Karbonizacija je toplotna obdelava pri 400-800 °C, ki pretvori surovine v ogljik z zmanjšanjem vsebnosti hlapljivih snovi in povečanjem vsebnosti ogljika v materialu. To poveča trdnost materiala in ustvari začetno porozno strukturo, ki je potrebna, če naj se ogljik aktivira. Prilagoditev pogojev karbonizacije lahko bistveno vpliva na končni izdelek. Povišana temperatura karbonizacije poveča reaktivnost, a hkrati zmanjša volumen prisotnih por. Ta zmanjšan volumen por je posledica povečane kondenzacije materiala pri višjih temperaturah karbonizacije, kar povzroči povečanje mehanske trdnosti. Zato postane pomembno izbrati pravilno procesno temperaturo glede na želeni produkt karbonizacije.
Ti oksidi difundirajo iz ogljika, kar povzroči delno uplinjanje, ki odpre pore, ki so bile prej zaprte, in nadalje razvije notranjo porozno strukturo ogljika. Pri kemični aktivaciji ogljik reagira pri visokih temperaturah z dehidracijskim sredstvom, ki odstrani večino vodika in kisika iz ogljikove strukture. Kemična aktivacija pogosto združuje korak karbonizacije in aktivacije, vendar se ta dva koraka lahko vseeno zgodita ločeno, odvisno od postopka. Pri uporabi KOH kot kemičnega aktivatorja so bile ugotovljene velike površine, ki presegajo 3000 m2 /g.
Aktivno oglje iz različnih surovin.
Poleg tega, da je aktivno oglje adsorbent, ki se uporablja za številne različne namene, ga je mogoče proizvesti iz številnih različnih surovin, zaradi česar je neverjetno vsestranski izdelek, ki ga je mogoče proizvesti na številnih različnih področjih, odvisno od surovin, ki so na voljo. Nekateri od teh materialov vključujejo lupine rastlin, koščice sadja, lesne materiale, asfalt, kovinske karbide, saje, ostanke odpadkov iz odplak in ostanke polimerov. Različne vrste premoga, ki že obstajajo v 5 karbonatni obliki z razvito strukturo por, lahko dodatno predelamo v aktivno oglje. Čeprav je aktivno oglje mogoče proizvesti iz skoraj vseh surovin, je najbolj stroškovno učinkovito in okolju prijazno proizvajati aktivno oglje iz odpadnih materialov. Aktivno oglje, proizvedeno iz kokosovih lupin, ima veliko mikropor, zaradi česar je najpogosteje uporabljena surovina za aplikacije, kjer je potrebna visoka adsorpcijska zmogljivost. Žagovina in drugi lesni odpadki vsebujejo tudi močno razvite mikroporozne strukture, ki so dobre za adsorpcijo iz plinske faze. Pri proizvodnji aktivnega oglja iz koščic oljk, sliv, marelic in breskev dobimo zelo homogene adsorbente z visoko trdoto, odpornostjo proti obrabi in velikim volumnom mikropor. Odpadni PVC se lahko aktivira, če predhodno odstranimo HCl, kar povzroči aktivno oglje, ki je dober adsorbent za metilensko modro. Aktivno oglje so proizvajali celo iz odpadnih gum. Da bi razlikovali med širokim naborom možnih prekurzorjev, je treba po aktivaciji oceniti nastale fizikalne lastnosti. Pri izbiri prekurzorja so pomembne naslednje lastnosti: specifična površina por, volumen por in porazdelitev volumna por, sestava in velikost granul ter kemijska struktura/značaj površine ogljika.
Izbira pravilnega prekurzorja za pravo uporabo je zelo pomembna, saj variacije predhodnih materialov omogočajo nadzor strukture ogljikovih por. Različni prekurzorji vsebujejo različne količine makropor (> 50 nm), ki 6 določajo njihovo reaktivnost. Te makropore niso učinkovite za adsorpcijo, vendar njihova prisotnost omogoča več kanalov za ustvarjanje mikropor med aktivacijo. Poleg tega makropore zagotavljajo več poti za molekule adsorbata, da dosežejo mikropore med adsorpcijo.
Čas objave: Apr-01-2022