Tha carbon gnìomhaichte (AC) a’ toirt iomradh air na stuthan làn charbon aig a bheil porosity àrd agus comas sorption air an dèanamh bhon fhiodh, sligean chnò-choille, gual, agus cònaichean, msaa. Tha AC mar aon de na stuthan adsorbent a thathas a’ cleachdadh gu tric ann an diofar ghnìomhachasan airson grunn thruailleadh a thoirt air falbh bho uisge agus cuirp adhair. Leis gu bheil AC air a cho-chur bho thoraidhean àiteachais agus sgudail, tha e air a bhith na dheagh roghainn eile an àite nan stòran neo-ath-nuadhachail agus daor a thathas a’ cleachdadh gu traidiseanta. Airson ullachadh AC, thathas a’ cleachdadh dà phròiseas bhunasach, carbonization agus gnìomhachadh. Anns a’ chiad phròiseas, bidh ro-ruithearan air an cur fo theodhachd àrd, eadar 400 agus 850 ° C, gus na pàirtean luaineach uile a chuir a-mach. Bidh teòthachd àrd a’ toirt air falbh na pàirtean neo-charbon uile bhon ro-ruithear leithid haidridean, ocsaidean, agus naitridean ann an cruth ghasan agus tàirn. Bidh am pròiseas seo a’ toirt a-mach gual le susbaint àrd charbon ach farsaingeachd uachdar agus porosity ìosal. Ach, tha an dàrna ceum a’ toirt a-steach gnìomhachadh gual a chaidh a cho-chur roimhe. Faodar àrdachadh ann am meud nam pores rè a’ phròiseas gnìomhachaidh a sheòrsachadh ann an trì: fosgladh pores nach robh ruigsinneach roimhe, leasachadh pores ùra le gnìomhachadh roghnach, agus leudachadh pores a tha ann mar-thà.
Mar as trice, bithear a’ cleachdadh dà dhòigh-obrach, corporra agus ceimigeach, airson gnìomhachadh gus an raon uachdar agus an toll-choirce a tha thu ag iarraidh fhaighinn. Tha gnìomhachadh corporra a’ toirt a-steach gnìomhachadh gual-fhiodha carbonichte le bhith a’ cleachdadh gasaichean ocsaideachaidh leithid èadhar, carbon dà-ogsaid, agus smùid aig teòthachd àrd (eadar 650 agus 900°C). Mar as trice, is fheàrr carbon dà-ogsaid air sgàth a nàdar fìor-ghlan, làimhseachadh furasta, agus pròiseas gnìomhachaidh a ghabhas smachdachadh timcheall air 800°C. Gheibhear cunbhalachd àrd de phoir le gnìomhachadh carbon dà-ogsaid an coimeas ri smùid. Ach, airson gnìomhachadh corporra, is fheàrr smùid an taca ri carbon dà-ogsaid leis gum faodar AC le raon uachdar an ìre mhath àrd a thoirt gu buil. Air sgàth meud moileciuil nas lugha uisge, bidh an sgaoileadh aige taobh a-staigh structar gual-fhiodha a’ tachairt gu h-èifeachdach. Chaidh a lorg gu bheil gnìomhachadh le smùid timcheall air dà no trì tursan nas àirde na carbon dà-ogsaid leis an aon ìre de thionndadh.
Ach, tha dòigh-obrach cheimigeach a’ toirt a-steach measgachadh ro-ruithear le riochdairean gnìomhachaidh (NaOH, KOH, agus FeCl3, msaa.). Bidh na riochdairean gnìomhachaidh seo ag obair mar oxidants a bharrachd air riochdairean dì-uisgeachaidh. Anns an dòigh-obrach seo, thèid carbonachadh agus gnìomhachadh a dhèanamh aig an aon àm aig teòthachd an ìre mhath nas ìsle 300-500°C an taca ris an dòigh-obrach fiosaigeach. Mar thoradh air an sin, bidh e a’ toirt buaidh air an lobhadh pyrolytic agus, an uairsin, a’ leantainn gu leudachadh structar porous nas fheàrr agus toradh gualain àrd. Is e na prìomh bhuannachdan a tha aig dòigh-obrach cheimigeach thairis air fiosaigeach an riatanas teòthachd ìosal, structaran microporosity àrd, farsaingeachd uachdar mòr, agus ùine crìochnachaidh ath-bhualadh air a lughdachadh.
Faodar sàr-mhathas an dòigh gnìomhachaidh cheimigeach a mhìneachadh stèidhichte air modail a mhol Kim agus a cho-obraichean [1] a rèir dè an lorgar diofar mhicro-dhomainean cruinn a tha an urra ri cruthachadh micropores anns an AC. Air an làimh eile, tha mesopores air an leasachadh anns na roinnean eadar-mhicro-dhomainean. Gu deuchainneach, chruthaich iad carbon gnìomhaichte bho roisinn stèidhichte air phenol le gnìomhachadh ceimigeach (a’ cleachdadh KOH) agus corporra (a’ cleachdadh smùid) (Figear 1). Sheall na toraidhean gu robh farsaingeachd uachdar àrd de 2878 m2/g aig AC air a cho-chur le gnìomhachadh KOH an taca ri 2213 m2/g le gnìomhachadh smùid. A bharrachd air an sin, chaidh factaran eile leithid meud pore, farsaingeachd uachdar, meud micropore, agus leud pore cuibheasach a lorg nas fheàrr ann an suidheachaidhean gnìomhaichte le KOH an taca ri gnìomhaichte le smùid.
Eadar-dhealachaidhean eadar AC air ullachadh bho ghnìomhachadh smùide (C6S9) agus gnìomhachadh KOH (C6K9), fa leth, air am mìneachadh a thaobh modail meanbh-structair.
A rèir meud nam mìrean agus an dòigh ullachaidh, faodar a roinn ann an trì seòrsaichean: AC cumhachdach, AC gràinneagach, agus AC grìogagan. Tha AC cumhachdach air a chruthachadh bho ghràinneagan mìne le meud 1 mm le raon trast-thomhas cuibheasach de 0.15-0.25 mm. Tha meud an ìre mhath nas motha agus farsaingeachd uachdar a-muigh nas lugha aig AC gràinneagach. Bithear a’ cleachdadh AC gràinneagach airson diofar thagraidhean ìre leaghaidh agus ìre gasach a rèir an co-mheasan meud. An treas clas: mar as trice bidh AC grìogagan air a cho-chur bhon phic peatrail le trast-thomhas eadar 0.35 agus 0.8 mm. Tha e ainmeil airson a neart meacanaigeach àrd agus susbaint ìosal duslach. Tha e air a chleachdadh gu farsaing ann an tagraidhean leabaidh fhlùidichte leithid sìoladh uisge air sgàth a structar cruinn.
Àm puist: Ògmhios-18-2022