Postupak obrade aktivnog uglja obično se sastoji od karbonizacije, nakon čega slijedi aktivacija ugljičnog materijala biljnog porijekla. Karbonizacija je termička obrada na 400-800°C koja pretvara sirovine u ugljik minimiziranjem sadržaja isparljivih materija i povećanjem sadržaja ugljika u materijalu. To povećava čvrstoću materijala i stvara početnu poroznu strukturu koja je neophodna ako se ugljik želi aktivirati. Podešavanje uslova karbonizacije može značajno uticati na konačni proizvod. Povećana temperatura karbonizacije povećava reaktivnost, ali istovremeno smanjuje volumen prisutnih pora. Ovo smanjeno punjenje pora posljedica je povećanja kondenzacije materijala na višim temperaturama karbonizacije, što dovodi do povećanja mehaničke čvrstoće. Stoga je važno odabrati ispravnu temperaturu procesa na osnovu željenog produkta karbonizacije.
Ovi oksidi difundiraju iz ugljika, što rezultira djelomičnom gasifikacijom koja otvara pore koje su prethodno bile zatvorene i dalje razvija unutrašnju poroznu strukturu ugljika. Kod hemijske aktivacije, ugljik reaguje na visokim temperaturama sa dehidratacijskim sredstvom koje eliminiše većinu vodonika i kiseonika iz strukture ugljika. Hemijska aktivacija često kombinuje korak karbonizacije i aktivacije, ali ova dva koraka se i dalje mogu odvijati odvojeno, ovisno o procesu. Velike površine veće od 3.000 m2/g pronađene su pri korištenju KOH kao hemijskog aktivacijskog sredstva.
Aktivni ugalj od različitih sirovina.
Osim što je adsorbent koji se koristi u mnoge različite svrhe, aktivni ugalj se može proizvesti iz mnoštva različitih sirovina, što ga čini nevjerovatno svestranim proizvodom koji se može proizvoditi u mnogim različitim područjima, ovisno o tome koja je sirovina dostupna. Neki od ovih materijala uključuju ljuske biljaka, koštice voća, drvenaste materijale, asfalt, metalne karbide, ugljične čađi, naslage otpada iz kanalizacije i ostatke polimera. Različite vrste uglja, koje već postoje u ugljičnom obliku s razvijenom strukturom pora, mogu se dalje prerađivati kako bi se dobio aktivni ugalj. Iako se aktivni ugalj može proizvesti iz gotovo svake sirovine, najisplativije je i ekološki najosjetljivije proizvoditi aktivni ugalj iz otpadnih materijala. Pokazalo se da aktivni ugalj proizveden od ljuski kokosa ima veliki volumen mikropora, što ga čini najčešće korištenom sirovinom za primjene gdje je potreban visok kapacitet adsorpcije. Piljevina i drugi drveni otpadni materijali također sadrže snažno razvijene mikroporozne strukture koje su dobre za adsorpciju iz plinske faze. Proizvodnja aktivnog uglja iz koštica maslina, šljiva, kajsija i breskvi daje visoko homogene adsorbente sa značajnom tvrdoćom, otpornošću na abraziju i velikim volumenom mikropora. PVC otpad se može aktivirati ako se prethodno ukloni HCl, što rezultira aktivnim ugljem koji je dobar adsorbent za metilensko plavo. Aktivni uglji su čak proizvedeni i od otpadnih guma. Da bi se razlikovao širok raspon mogućih prekursora, neophodno je procijeniti rezultirajuća fizička svojstva nakon aktivacije. Prilikom odabira prekursora, važna su sljedeća svojstva: specifična površina pora, volumen pora i raspodjela volumena pora, sastav i veličina granula, te hemijska struktura/karakter površine ugljika.
Odabir pravog prekursora za pravu primjenu je veoma važan jer varijacije prekursorskih materijala omogućavaju kontrolu strukture pora ugljika. Različiti prekursori sadrže različite količine makropora (> 50 nm) koje određuju njihovu reaktivnost. Ove makropore nisu efikasne za adsorpciju, ali njihovo prisustvo omogućava više kanala za stvaranje mikropora tokom aktivacije. Osim toga, makropore pružaju više puteva za molekule adsorbata da dođu do mikropora tokom adsorpcije.
Vrijeme objave: 01.04.2022.