Postupak za preradu 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 tvari i povećanjem sadržaja ugljika u materijalu. Ovo povećava čvrstoću materijala i stvara početnu poroznu strukturu koja je neophodna ako se ugljenik želi aktivirati. Prilagođavanje uslova karbonizacije može značajno uticati na konačni proizvod. Povećana temperatura karbonizacije povećava reaktivnost, ali u isto vrijeme smanjuje volumen prisutnih pora. Ovaj smanjeni volumen pora uzrokovan je povećanjem kondenzacije materijala na višim temperaturama karbonizacije što dovodi do povećanja mehaničke čvrstoće. Stoga postaje važno odabrati ispravnu temperaturu procesa na osnovu željenog proizvoda 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. U hemijskoj aktivaciji, ugljen reaguje na visokim temperaturama sa sredstvom za dehidrataciju koje eliminiše većinu vodonika i kiseonika iz strukture ugljenika. Hemijska aktivacija često kombinuje korak karbonizacije i aktivacije, ali se ova dva koraka mogu i dalje odvijati odvojeno u zavisnosti od procesa. Velike površine veće od 3.000 m2/g pronađene su kada se koristi KOH kao hemijski aktivacioni agens.
Aktivni ugljen iz različitih sirovina.
Osim što je adsorbent koji se koristi u različite svrhe, aktivni ugljen 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, drvene materijale, asfalt, metalne karbide, čađu, otpadne naslage otpadnih voda i polimerne ostatke. Različite vrste uglja, koje već postoje u obliku ugljenika sa razvijenom strukturom pora, mogu se dalje prerađivati kako bi se dobio aktivni ugljen. Iako se aktivni ugalj može proizvesti iz gotovo bilo koje sirovine, najisplativije je i ekološki svjesno proizvoditi aktivni ugljen od otpadnih materijala. Pokazalo se da aktivni ugljen proizveden od kokosovih ljuski ima velike količine mikropora, što ih čini najčešće korištenom sirovinom za primjene gdje je potreban visok kapacitet adsorpcije. Piljevina i drugi drveni otpadni materijali također sadrže jako razvijene mikroporozne strukture koje su dobre za adsorpciju iz plinske faze. Proizvodnja aktivnog ugljena od koštica masline, šljive, kajsije i breskve daje visoko homogene adsorbente sa značajnom tvrdoćom, otpornošću na abraziju i velikim volumenom mikropora. PVC otpad se može aktivirati ako se prethodno ukloni HCl i rezultira aktivnim ugljenom koji je dobar adsorbent za metilensko plavo. Aktivni ugalj se čak proizvodi od otpadaka guma. Da bi se napravila razlika između širokog spektra mogućih prekursora, postaje neophodno procijeniti rezultirajuća fizička svojstva nakon aktivacije. Prilikom izbora prekursora bitna 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 vrlo važan jer varijacije materijala prekursora 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: Apr-01-2022