Quy trình xử lý than hoạt tính thường bao gồm quá trình cacbon hóa, sau đó là hoạt hóa vật liệu chứa cacbon từ nguồn gốc thực vật.Cacbon hóa là quá trình xử lý nhiệt ở 400-800°C nhằm chuyển đổi nguyên liệu thô thành cacbon bằng cách giảm thiểu hàm lượng chất dễ bay hơi và tăng hàm lượng cacbon trong vật liệu.Điều này làm tăng độ bền của vật liệu và tạo ra cấu trúc xốp ban đầu cần thiết nếu carbon được kích hoạt.Việc điều chỉnh các điều kiện cacbon hóa có thể ảnh hưởng đáng kể đến sản phẩm cuối cùng.Nhiệt độ cacbon hóa tăng làm tăng khả năng phản ứng, nhưng đồng thời làm giảm thể tích lỗ chân lông hiện diện.Thể tích lỗ chân lông giảm này là do sự gia tăng ngưng tụ của vật liệu ở nhiệt độ cacbon hóa cao hơn, mang lại sự gia tăng độ bền cơ học.Do đó, điều quan trọng là phải chọn nhiệt độ xử lý chính xác dựa trên sản phẩm cacbon hóa mong muốn.
Các oxit này khuếch tán ra khỏi cacbon dẫn đến quá trình khí hóa một phần, mở ra các lỗ đã được đóng trước đó và phát triển thêm cấu trúc xốp bên trong của cacbon.Trong hoạt hóa hóa học, carbon được phản ứng ở nhiệt độ cao với chất khử nước giúp loại bỏ phần lớn hydro và oxy khỏi cấu trúc carbon.Kích hoạt hóa học thường kết hợp bước cacbon hóa và bước kích hoạt, nhưng hai bước này vẫn có thể xảy ra riêng biệt tùy theo quy trình.Diện tích bề mặt cao vượt quá 3.000 m2/g đã được tìm thấy khi sử dụng KOH làm tác nhân kích hoạt hóa học.
Than hoạt tính từ các nguyên liệu thô khác nhau.
Ngoài vai trò là chất hấp phụ được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, than hoạt tính còn có thể được sản xuất từ nhiều nguyên liệu thô khác nhau, khiến nó trở thành một sản phẩm cực kỳ linh hoạt, có thể được sản xuất ở nhiều lĩnh vực khác nhau tùy thuộc vào nguyên liệu thô sẵn có.Một số vật liệu này bao gồm vỏ thực vật, đá trái cây, vật liệu gỗ, nhựa đường, cacbua kim loại, muội than, phế liệu thải từ nước thải và phế liệu polymer.Các loại than khác nhau vốn đã tồn tại ở dạng cacbon 5 với cấu trúc lỗ rỗng phát triển có thể được xử lý thêm để tạo ra than hoạt tính.Mặc dù than hoạt tính có thể được sản xuất từ hầu hết mọi nguyên liệu thô, nhưng việc sản xuất than hoạt tính từ vật liệu thải là cách hiệu quả nhất về mặt chi phí và thân thiện với môi trường.Than hoạt tính được sản xuất từ gáo dừa đã được chứng minh là có lượng vi lỗ lớn, khiến chúng trở thành nguyên liệu thô được sử dụng phổ biến nhất cho các ứng dụng cần khả năng hấp phụ cao.Mùn cưa và các phế liệu gỗ khác cũng chứa các cấu trúc vi xốp phát triển mạnh, rất tốt cho việc hấp phụ từ pha khí.Sản xuất than hoạt tính từ đá ô liu, mận, mơ, đào mang lại chất hấp phụ đồng nhất cao với độ cứng đáng kể, khả năng chống mài mòn và thể tích lỗ xốp cao.Phế liệu PVC có thể được kích hoạt nếu loại bỏ HCl trước và tạo ra than hoạt tính là chất hấp phụ tốt cho xanh methylen.Than hoạt tính thậm chí còn được sản xuất từ phế liệu lốp xe.Để phân biệt giữa nhiều loại tiền chất có thể có, cần phải đánh giá các tính chất vật lý thu được sau khi kích hoạt.Khi chọn tiền chất, các đặc tính sau đây có tầm quan trọng: diện tích bề mặt cụ thể của lỗ chân lông, thể tích lỗ rỗng và sự phân bố thể tích lỗ chân lông, thành phần và kích thước của hạt, cấu trúc/tính chất hóa học của bề mặt cacbon.
Việc chọn đúng tiền chất cho ứng dụng phù hợp là rất quan trọng vì sự biến đổi của vật liệu tiền chất cho phép kiểm soát cấu trúc lỗ rỗng của cacbon.Các tiền chất khác nhau chứa lượng macropores khác nhau (> 50 nm) quyết định khả năng phản ứng của chúng.Những lỗ lớn này không có hiệu quả trong việc hấp phụ, nhưng sự hiện diện của chúng cho phép có nhiều kênh hơn để tạo ra các lỗ nhỏ trong quá trình kích hoạt.Ngoài ra, các lỗ lớn cung cấp nhiều đường dẫn hơn cho các phân tử chất bị hấp phụ tiếp cận các lỗ nhỏ trong quá trình hấp phụ.
Thời gian đăng: 01-04-2022