გააქტიურებული ნახშირბადის დამუშავების პროცედურა, როგორც წესი, შედგება კარბონიზაციისგან, რასაც მოჰყვება მცენარეული წარმოშობის ნახშირბადის მასალის გააქტიურება. კარბონიზაცია არის თერმული დამუშავება 400-800°C ტემპერატურაზე, რომელიც ნედლეულს გარდაქმნის ნახშირბადად აქროლადი ნივთიერების შემცველობის მინიმიზაციისა და მასალის ნახშირბადის შემცველობის გაზრდის გზით. ეს ზრდის მასალის სიმტკიცეს და ქმნის საწყის ფოროვან სტრუქტურას, რომელიც აუცილებელია ნახშირბადის გააქტიურებისას. კარბონიზაციის პირობების რეგულირებამ შეიძლება მნიშვნელოვნად იმოქმედოს საბოლოო პროდუქტზე. გაზრდილი კარბონიზაციის ტემპერატურა ზრდის რეაქტიულობას, მაგრამ ამავე დროს ამცირებს არსებული ფორების მოცულობას. ფორების ეს შემცირებული მოცულობა გამოწვეულია მასალის კონდენსაციის გაზრდით კარბონიზაციის მაღალ ტემპერატურაზე, რაც იწვევს მექანიკური სიძლიერის ზრდას. აქედან გამომდინარე, მნიშვნელოვანი ხდება პროცესის სწორი ტემპერატურის არჩევა კარბონიზაციის სასურველ პროდუქტზე დაყრდნობით.
ეს ოქსიდები იშლება ნახშირბადიდან, რის შედეგადაც ხდება ნაწილობრივი გაზიფიკაცია, რომელიც ხსნის ფორებს, რომლებიც ადრე იყო დახურული და შემდგომ ავითარებს ნახშირბადის შიდა ფოროვან სტრუქტურას. ქიმიური გააქტიურებისას, ნახშირბადი რეაგირებს მაღალ ტემპერატურაზე დეჰიდრატაციულ აგენტთან, რომელიც გამორიცხავს წყალბადისა და ჟანგბადის უმეტესობას ნახშირბადის სტრუქტურიდან. ქიმიური გააქტიურება ხშირად აერთიანებს კარბონიზაციისა და აქტივაციის ეტაპებს, მაგრამ ეს ორი საფეხური მაინც შეიძლება განხორციელდეს ცალ-ცალკე, პროცესიდან გამომდინარე. მაღალი ზედაპირის ფართობი 3000 მ2/გ-ზე მეტი აღმოჩნდა KOH, როგორც ქიმიური გამააქტიურებელი აგენტის გამოყენებისას.
გააქტიურებული ნახშირბადი სხვადასხვა ნედლეულისგან.
გარდა იმისა, რომ არის ადსორბენტი, რომელიც გამოიყენება სხვადასხვა მიზნებისთვის, გააქტიურებული ნახშირბადი შეიძლება წარმოიქმნას მრავალი სხვადასხვა ნედლეულისგან, რაც მას წარმოუდგენლად მრავალმხრივ პროდუქტად აქცევს, რომელიც შეიძლება წარმოიქმნას მრავალ სხვადასხვა სფეროში, იმისდა მიხედვით, თუ რა ნედლეული არის ხელმისაწვდომი. ზოგიერთი ეს მასალა მოიცავს მცენარეების ჭურვებს, ხილის ქვებს, მერქნიან მასალებს, ასფალტს, ლითონის კარბიდებს, ნახშირბადის შავს, კანალიზაციის ნარჩენების ნარჩენებს და პოლიმერის ნარჩენებს. ნახშირის სხვადასხვა ტიპები, რომლებიც უკვე არსებობს 5 ნახშირბადის სახით, განვითარებული ფოროვანი სტრუქტურით, შეიძლება შემდგომ დამუშავდეს გააქტიურებული ნახშირბადის შესაქმნელად. მიუხედავად იმისა, რომ გააქტიურებული ნახშირბადის წარმოება შესაძლებელია თითქმის ნებისმიერი ნედლეულისგან, ყველაზე ეფექტური და ეკოლოგიურად ცნობიერია ნარჩენებისგან გააქტიურებული ნახშირბადის წარმოება. ნაჩვენებია, რომ ქოქოსის ჭურვიდან წარმოებულ გააქტიურებულ ნახშირბადს აქვს მიკროფორების დიდი მოცულობები, რაც მათ ყველაზე ხშირად გამოყენებულ ნედლეულად აქცევს იმ აპლიკაციებისთვის, სადაც საჭიროა მაღალი ადსორბციის უნარი. ნახერხი და სხვა ხის ჯართი ასევე შეიცავს ძლიერ განვითარებულ მიკროფოროვან სტრუქტურებს, რომლებიც კარგია გაზის ფაზიდან ადსორბციისთვის. ზეთისხილის, ქლიავის, გარგარისა და ატმის კენჭებისგან გააქტიურებული ნახშირბადის გამომუშავება იძლევა მაღალ ჰომოგენურ ადსორბენტებს მნიშვნელოვანი სიმტკიცით, აბრაზიასთან და მაღალი მიკროფორების მოცულობით. PVC ჯართი შეიძლება გააქტიურდეს, თუ HCl წინასწარ მოიხსნება და მიიღება გააქტიურებული ნახშირბადი, რომელიც კარგი ადსორბენტია მეთილენის ლურჯისთვის. გააქტიურებული ნახშირბადიც კი წარმოებულია საბურავების ნარჩენებისგან. შესაძლო წინამორბედების ფართო სპექტრის განსხვავების მიზნით, აუცილებელი ხდება მიღებული ფიზიკური თვისებების შეფასება გააქტიურების შემდეგ. წინამორბედის არჩევისას მნიშვნელოვანია შემდეგი თვისებები: ფორების სპეციფიკური ზედაპირის ფართობი, ფორების მოცულობა და ფორების მოცულობის განაწილება, გრანულების შემადგენლობა და ზომა და ნახშირბადის ზედაპირის ქიმიური სტრუქტურა/ხასიათი.
სწორი აპლიკაციისთვის სწორი წინამორბედის არჩევა ძალიან მნიშვნელოვანია, რადგან წინამორბედი მასალების ცვალებადობა იძლევა ნახშირბადის ფორების სტრუქტურის გაკონტროლების საშუალებას. სხვადასხვა წინამორბედები შეიცავს მაკროპორების სხვადასხვა რაოდენობას (> 50 ნმ), რომელიც 6 განსაზღვრავს მათ რეაქტიულობას. ეს მაკროფორები არ არის ეფექტური ადსორბციისთვის, მაგრამ მათი არსებობა გააქტიურების დროს მიკროფორების შექმნის მეტი არხის საშუალებას იძლევა. გარდა ამისა, მაკროპორები უზრუნველყოფენ ადსორბაციის მოლეკულების მეტ გზას ადსორბციის დროს მიკროფორებამდე მისასვლელად.
გამოქვეყნების დრო: აპრ-01-2022