Postup zpracování aktivního uhlí typicky sestává z karbonizace následované aktivací uhlíkatého materiálu rostlinného původu. Karbonizace je tepelné zpracování při 400-800 °C, které převádí suroviny na uhlík minimalizací obsahu těkavých látek a zvýšením obsahu uhlíku v materiálu. To zvyšuje pevnost materiálů a vytváří počáteční porézní strukturu, která je nezbytná, pokud má být uhlík aktivován. Úprava podmínek karbonizace může výrazně ovlivnit konečný produkt. Zvýšená teplota karbonizace zvyšuje reaktivitu, ale zároveň snižuje objem přítomných pórů. Tento zmenšený objem pórů je způsoben zvýšením kondenzace materiálu při vyšších teplotách karbonizace, což vede ke zvýšení mechanické pevnosti. Proto je důležité zvolit správnou procesní teplotu na základě požadovaného produktu karbonizace.
Tyto oxidy difundují z uhlíku, což vede k částečnému zplynování, které otevírá dříve uzavřené póry a dále rozvíjí vnitřní porézní strukturu uhlíku. Při chemické aktivaci uhlík reaguje za vysokých teplot s dehydratačním činidlem, které odstraňuje většinu vodíku a kyslíku z uhlíkové struktury. Chemická aktivace často kombinuje krok karbonizace a aktivace, ale tyto dva kroky mohou stále probíhat odděleně v závislosti na procesu. Při použití KOH jako chemického aktivačního činidla byly zjištěny vysoké povrchy přesahující 3000 m2/g.
Aktivní uhlí z různých surovin.
Kromě toho, že se jedná o adsorbent používaný k mnoha různým účelům, může být aktivní uhlí vyráběno z velkého množství různých surovin, což z něj činí neuvěřitelně všestranný produkt, který lze vyrábět v mnoha různých oblastech v závislosti na tom, jaká surovina je k dispozici. Některé z těchto materiálů zahrnují skořápky rostlin, pecky ovoce, dřevěné materiály, asfalt, karbidy kovů, saze, odpadní odpady z odpadních vod a zbytky polymerů. Různé druhy uhlí, které již existují v uhlíkaté formě s rozvinutou strukturou pórů, lze dále zpracovávat na aktivní uhlí. I když lze aktivní uhlí vyrábět téměř z jakékoli suroviny, je nejhospodárnější a nejšetrnější k životnímu prostředí vyrábět aktivní uhlí z odpadních materiálů. Bylo prokázáno, že aktivní uhlí vyrobené ze skořápek kokosových ořechů má vysoký objem mikropórů, což z nich činí nejčastěji používanou surovinu pro aplikace, kde je potřeba vysoká adsorpční kapacita. Piliny a další dřevěné odpadní materiály také obsahují silně vyvinuté mikroporézní struktury, které jsou dobré pro adsorpci z plynné fáze. Výroba aktivního uhlí z pecek oliv, švestek, meruněk a broskví poskytuje vysoce homogenní adsorbenty s výraznou tvrdostí, odolností proti oděru a velkým objemem mikropórů. Odpad PVC lze aktivovat, pokud se předtím odstraní HCl, a výsledkem je aktivní uhlí, které je dobrým adsorbentem pro methylenovou modř. Aktivní uhlí bylo dokonce vyrobeno ze šrotu pneumatik. Aby bylo možné rozlišit širokou škálu možných prekurzorů, je nutné vyhodnotit výsledné fyzikální vlastnosti po aktivaci. Při výběru prekurzoru jsou důležité následující vlastnosti: specifický povrch pórů, objem pórů a distribuce objemu pórů, složení a velikost granulí a chemická struktura/charakter povrchu uhlíku.
Výběr správného prekurzoru pro správnou aplikaci je velmi důležitý, protože variace materiálů prekurzoru umožňuje řídit strukturu pórů uhlíku. Různé prekurzory obsahují různá množství makropórů (> 50 nm), které určují jejich reaktivitu. Tyto makropóry nejsou účinné pro adsorpci, ale jejich přítomnost umožňuje více kanálů pro tvorbu mikropórů během aktivace. Kromě toho makropóry poskytují více cest pro molekuly adsorbátu, aby dosáhly mikropórů během adsorpce.
Čas odeslání: duben-01-2022