Postupak prerade aktivnog ugljena obično se sastoji od karbonizacije nakon koje slijedi aktivacija ugljičnog materijala biljnog podrijetla.Karbonizacija je toplinska obrada na 400-800°C koja pretvara sirovine u ugljik minimiziranjem sadržaja hlapljivih tvari i povećanjem sadržaja ugljika u materijalu.Time se povećava čvrstoća materijala i stvara početna porozna struktura koja je neophodna ako se želi aktivirati ugljik.Podešavanje uvjeta karbonizacije može značajno utjecati na konačni proizvod.Povećana temperatura karbonizacije povećava reaktivnost, ali u isto vrijeme smanjuje volumen prisutnih pora.Ovaj smanjeni volumen pora posljedica je povećanja kondenzacije materijala na višim temperaturama karbonizacije što dovodi do povećanja mehaničke čvrstoće.Stoga postaje važno odabrati ispravnu temperaturu procesa na temelju željenog produkta karbonizacije.
Ovi oksidi difundiraju iz ugljika što rezultira djelomičnim rasplinjavanjem koje otvara pore koje su prethodno bile zatvorene i dalje razvija unutarnju poroznu strukturu ugljika.U kemijskoj aktivaciji, ugljik reagira na visokim temperaturama sa sredstvom za dehidrataciju koje eliminira većinu vodika i kisika iz strukture ugljika.Kemijska aktivacija često kombinira korak karbonizacije i aktivacije, ali se ova dva koraka ipak mogu odvijati odvojeno, ovisno o procesu.Velike površine veće od 3.000 m2/g pronađene su kada se koristi KOH kao kemijsko aktivacijsko sredstvo.
Aktivni ugljen iz različitih sirovina.
Osim što je adsorbent koji se koristi u mnoge različite svrhe, aktivni ugljen se može proizvesti iz mnoštva različitih sirovina, što ga čini nevjerojatno svestranim proizvodom koji se može proizvoditi u mnogim različitim područjima, ovisno o dostupnoj sirovini.Neki od tih materijala uključuju ljuske biljaka, koštice voća, drvene materijale, asfalt, metalne karbide, čađe, otpadne naslage otpadnih voda i otpadne polimere.Različite vrste ugljena, koje već postoje u 5 ugljičnom obliku s razvijenom strukturom pora, mogu se dalje preraditi u aktivni ugljen.Iako se aktivni ugljen može proizvesti iz gotovo svih sirovina, najisplativije je i ekološki najsvjesnije proizvoditi aktivni ugljen iz otpadnih materijala.Pokazalo se da aktivni ugljen proizveden iz ljuske kokosovog oraha ima veliki volumen mikropora, što ga čini najčešće korištenom sirovinom za primjene gdje je potreban visok kapacitet adsorpcije.Piljevina i drugi drveni ostaci također sadrže jako razvijene mikroporozne strukture koje su dobre za adsorpciju iz plinovite faze.Proizvodnja aktivnog ugljena iz koštica masline, šljive, marelice i breskve daje visoko homogene adsorbente značajne tvrdoće, otpornosti na abraziju i velikog volumena mikropora.PVC otpad može se aktivirati ako se HCl prethodno ukloni, a rezultira aktivnim ugljenom koji je dobar adsorbent za metilensko plavo.Aktivni ugljen se proizvodi čak i od otpadaka guma.Kako bi se napravila razlika između širokog raspona mogućih prekursora, postaje nužno procijeniti rezultirajuća fizikalna svojstva nakon aktivacije.Pri odabiru prekursora važna su sljedeća svojstva: specifična površina pora, volumen pora i raspodjela volumena pora, sastav i veličina granula te kemijska struktura/karakter površine ugljika.
Odabir ispravnog prekursora za pravu primjenu vrlo je važan jer varijacija materijala prekursora omogućuje kontrolu strukture pora ugljika.Različiti prekursori sadrže različite količine makropora (> 50 nm,) koje 6 određuju njihovu reaktivnost.Ove makropore nisu učinkovite za adsorpciju, ali njihova prisutnost omogućuje više kanala za stvaranje mikropora tijekom aktivacije.Osim toga, makropore osiguravaju više puteva za molekule adsorbata da dođu do mikropora tijekom adsorpcije.
Vrijeme objave: 1. travnja 2022