ما هي طرق تحضير الكربون المنشط الحبيبي؟

يمكن تقسيم طرق تحضير الكربون المنشط الحبيبي إلى فئتين: 1) تنشيط الكربون المباشر دون إضافة مادة رابطة؛ 2) إضافة مادة رابطة لتشكيل المادة الكربونية، ثم إجراء عملية تنشيط الكربون.
طريقة خالية من الموثق
يمكن تقسيم تحضير الكربون المنشط الحبيبي دون إضافة مادة رابطة إلى نوعين: الأول هو التنشيط المباشر للمواد الخام الخشبية الطبيعية ذات الشكل والحجم المحددين للحصول على الكربون المنشط الحبيبي غير المتبلور؛ والآخر هو تحضير الكربون المنشط الحبيبي عن طريق القولبة الذاتية بطريقة تنشيط العامل الكيميائي دون إضافة مادة رابطة.
Abundant shaped natural wood plant raw materials, such as coconut shells, walnut shells, olive kernels and other fruit shells and kernels, can be directly used to prepare amorphous granular activated carbon by physical or chemical activation methods. Poinern et al. used macadamia shells as raw materials, firstly carried out high-temperature carbonization, and then combined with carbon dioxide activation method to prepare granular activated carbon, and explored the effect of activation temperature on the adsorption of gold by activated carbon. The results show that high-temperature activation is conducive to improving the gold absorption capacity of granular activated carbon. He Deliu and others invented the phosphoric acid method to produce wood amorphous granular activated carbon technology. Through pre-crushing, soaking, floating and low-temperature drying and carbonization of raw materials (mainly fruit shells and cores), products with high strength and adsorption capacity can be obtained after activation. The results show that the raw material particle size of 20 ~ 40 mesh is conducive to the penetration of the activator. Compared with the zinc chloride method, the strength of the amorphous carbon is improved, and the iodine value is >950 mg/g, B caramel color >100%، ويتم تخفيض تكلفة الإنتاج بنسبة 40% مقارنة بالطريقة الفيزيائية.
تتمثل طريقة التنشيط الكيميائي في إضافة كمية معينة من المواد الكيميائية إلى المواد الخام الكربونية، والعجن الكامل والتلدين لإنتاج القطران والمواد اللاصقة والملدنات الأخرى، ويمكن تشكيلها دون إضافة مواد رابطة إضافية. تكتمل طريقة التحضير في خطوة واحدة بتسخين تنشيط الكربون. العوامل الكيميائية المستخدمة لتحضير الكربون المنشط الحبيبي هي بشكل رئيسي ZnCl2، H3PO4، KOH، NaOH، H2SO4، CaCl2، K2CO3، إلخ. تحتوي المنشطات الكيميائية المختلفة على آليات تنشيط مختلفة للمواد الخام.
طريقة الموثق
تهدف إضافة المواد الرابطة بشكل أساسي إلى حل مشاكل المواد الخام نفسها التي تكون غير لاصقة، وصعبة التشكيل، وقوة المنتج غير مرضية ونعومة السطح عند تحضير الكربون المنشط المشكل. يؤثر نوع وكمية الروابط بشكل كبير على قوة وأداء امتصاص الكربون المنشط. غالبًا ما تؤدي إضافة المواد الرابطة إلى سد بعض مسام الكربون المنشط الحبيبي، مما يؤدي إلى زيادة القوة الميكانيكية مع تقليل أداء الامتزاز. تشمل المواد الرابطة الشائعة قطران الفحم، والنشا، وقطران الخشب، وسائل نفايات لب الكبريتيت، والطين، ودبس السكر، وكربوكسي ميثيل السليلوز، والراتنجات، وما إلى ذلك.
يتمتع الفحم بمزايا المحتوى العالي من الكربون، والموارد الغنية، والسعر المنخفض، ويستخدم على نطاق واسع كمادة خام لتحضير الكربون المنشط الحبيبي. في الوقت الحاضر، الفحم الخام المستخدم في تصنيع الكربون المنشط الحبيبي القائم على الفحم هو فحم غير لاصق وضعيف الالتصاق، مثل الأنثراسيت، والفحم ضعيف اللزوجة، والفحم الحجري، وما إلى ذلك. لذلك، يجب إضافة كمية معينة من المادة الرابطة إلى الخام. الفحم للضغط عليه في الشكل. نظرًا لأن قطران الفحم يحتوي على نسبة عالية من الإسفلت وقدرة قوية على الارتباط بمسحوق الفحم، فإن معظم مصانع الكربون المنشط المعتمدة على الفحم في بلدي تستخدم قطران الفحم كمادة رابطة. دو يابينج وآخرون. تم استخدام قطران الفحم كمادة رابطة للكربون المنشط الحبيبي القائم على النفط، وخلطه مع الأنثراسيت، وبثقه، وتنشيطه للحصول على الكربون المنشط الحبيبي ذو القوة الميكانيكية العالية والمسام الدقيقة المتطورة، والتي يمكن استخدامها كمادة ماصة لتنقية الهواء أو الماء .
بالإضافة إلى المواد الخام للفحم، أجرى الباحثون أيضًا الكثير من الأبحاث حول تحضير الكربون المنشط الحبيبي من المواد الخام الخشبية والمواد الخام الأخرى. شيا هونغ يينغ وآخرون. تم استخدام مخلفات التبغ كمواد خام وقطران الخشب كمادة رابطة مركبة، وتم تحضير الكربون المنشط الحبيبي بواسطة طرق تنشيط البخار وثاني أكسيد الكربون على التوالي. أظهرت النتائج أنه عند تنشيطه عند درجة حرارة 900 درجة، كان الكربون المنشط الحبيبي المحضر بطريقة البخار مساميًا للغاية، مع مساحة سطحية محددة BET تبلغ 1037 م2/جم وحجم مسام إجمالي قدره 0.8152 مل/جم؛ كان الكربون المنشط المحضر بطريقة ثاني أكسيد الكربون أيضًا دقيق المسام، بمساحة سطحية محددة تبلغ 947.81 م2/جم وحجم مسام إجمالي 0.48 مل/جم، ولكن الناتج كان أعلى من الطريقة البخارية.