Aktivigita karbono (AK) rilatas al tre karbonaj materialoj kun alta poreco kaj sorba kapablo produktitaj el ligno, kokosŝeloj, karbo kaj konusoj, ktp. AK estas unu el la ofte uzataj adsorbantoj uzataj en diversaj industrioj por forigi multajn poluaĵojn el akvo kaj aero. Ĉar AK estas sintezita el agrikulturaj kaj rubproduktoj, ĝi pruviĝis esti bonega alternativo al la tradicie uzataj nerenovigeblaj kaj multekostaj fontoj. Por la preparado de AK, oni uzas du bazajn procezojn: karbigado kaj aktivigo. En la unua procezo, antaŭuloj estas submetitaj al altaj temperaturoj, inter 400 kaj 850 °C, por elpeli ĉiujn volatilajn komponantojn. Alta temperaturo forigas ĉiujn nekarbonajn komponantojn de la antaŭulo, kiel ekzemple hidrogeno, oksigeno kaj nitrogeno, en la formo de gasoj kaj gudroj. Ĉi tiu procezo produktas karbonon kun alta karbona enhavo sed malalta surfacareo kaj poreco. Tamen, la dua paŝo implikas la aktivigon de antaŭe sintezita karbono. Pliigo de porgrandeco dum la aktiviga procezo povas esti klasifikita en tri: malfermo de antaŭe nealireblaj poroj, nova porevoluo per selektema aktivigo, kaj plilarĝigo de ekzistantaj poroj.
Kutime, du metodoj, fizika kaj kemia, estas uzataj por aktivigo por atingi la deziratan surfacareon kaj porecon. Fizika aktivigo implikas la aktivigon de karbigita karbono uzante oksidigajn gasojn kiel aero, karbondioksido kaj vaporo je altaj temperaturoj (inter 650 kaj 900 °C). Karbondioksido estas kutime preferata pro sia pura naturo, facila manipulado kaj kontrolebla aktiviga procezo ĉirkaŭ 800 °C. Alta porhomogeneco povas esti atingita per karbondioksida aktivigo kompare kun vaporo. Tamen, por fizika aktivigo, vaporo estas multe preferata kompare kun karbondioksido, ĉar AC kun relative alta surfacareo povas esti produktita. Pro la pli malgranda molekulgrandeco de akvo, ĝia difuzo ene de la strukturo de karbono okazas efike. Aktivigo per vaporo estis trovita esti ĉirkaŭ du ĝis tri fojojn pli alta ol karbondioksido kun la sama grado de konvertiĝo.
Tamen, kemia aliro implikas la miksadon de antaŭulo kun aktivigaj agentoj (NaOH, KOH, kaj FeCl3, ktp.). Ĉi tiuj aktivigaj agentoj agas kiel oksidantoj kaj ankaŭ kiel senakvigiloj. En ĉi tiu aliro, karbigado kaj aktivigo estas efektivigitaj samtempe je relative pli malalta temperaturo 300-500 °C kompare kun la fizika aliro. Rezulte, ĝi efikas la pirolizan putriĝon kaj, poste, rezultigas plibonigitan poran strukturon kaj altan karbonan rendimenton. La ĉefaj avantaĝoj de kemia kompare kun fizika aliro estas la malalta temperaturpostulo, strukturoj kun alta mikroporeco, granda surfaca areo kaj minimumigita reakcia kompletiga tempo.
La supereco de kemia aktiviga metodo povas esti klarigita surbaze de modelo proponita de Kim kaj liaj kolegoj [1], laŭ kiu diversaj sferaj mikrodomajnoj respondecaj pri la formado de mikroporoj troviĝas en la AK. Aliflanke, mezoporoj disvolviĝas en la intermikrodomajnaj regionoj. Eksperimente, ili formis aktivigitan karbonon el fenol-bazita rezino per kemia (uzante KOH) kaj fizika (uzante vaporon) aktivigo (Figuro 1). Rezultoj montris, ke AK sintezita per KOH-aktivigo posedis altan surfacareon de 2878 m²/g kompare kun 2213 m²/g per vaporaktivigo. Krome, aliaj faktoroj kiel porgrandeco, surfacareo, mikroporvolumeno kaj averaĝa porlarĝo ĉiuj montriĝis pli bonaj en KOH-aktivigitaj kondiĉoj kompare kun vaporaktivigitaj.
Diferencoj inter AC Preparita per vaporaktivigo (C6S9) kaj KOH-aktivigo (C6K9), respektive, klarigitaj laŭ mikrostruktura modelo.
Depende de la partikla grandeco kaj metodo de preparado, ĝi povas esti klasifikita en tri tipojn: funkciigita AC, grajna AC, kaj perla AC. Funkciigita AC estas formita el fajnaj granuloj havantaj grandecon de 1 mm kun averaĝa diametro de 0,15-0,25 mm. Grajna AC havas relative pli grandan grandecon kaj malpli da ekstera surfacareo. Grajna AC estas uzata por diversaj likvafazaj kaj gasfazaj aplikoj depende de iliaj dimensioproporcioj. Tria klaso: perla AC estas ĝenerale sintezita el naftopeĉo kun diametro de 0,35 ĝis 0,8 mm. Ĝi estas konata pro sia alta mekanika forto kaj malalta polva enhavo. Ĝi estas vaste uzata en fluidigitaj litaj aplikoj kiel akvofiltrado pro sia sfera strukturo.
Afiŝtempo: 18-a de junio 2022