O procedemento para procesar carbón activado consiste normalmente nunha carbonización seguida dunha activación de material carbonoso de orixe vexetal. A carbonización é un tratamento térmico a 400-800°C que converte as materias primas en carbono minimizando o contido de materia volátil e aumentando o contido de carbono do material. Isto aumenta a resistencia dos materiais e crea unha estrutura porosa inicial que é necesaria se se quere activar o carbón. O axuste das condicións de carbonización pode afectar significativamente ao produto final. Un aumento da temperatura de carbonización aumenta a reactividade, pero ao mesmo tempo diminúe o volume dos poros presentes. Esta diminución do volume de poros débese a un aumento da condensación do material a altas temperaturas de carbonización que produce un aumento da resistencia mecánica. Polo tanto, faise importante escoller a temperatura de proceso correcta en función do produto de carbonización desexado.
Estes óxidos difunden fóra do carbono dando lugar a unha gasificación parcial que abre os poros que estaban previamente pechados e desenvolve aínda máis a estrutura porosa interna dos carbonos. Na activación química, o carbono reacciona a altas temperaturas cun axente deshidratante que elimina a maioría do hidróxeno e osíxeno da estrutura do carbono. A activación química adoita combinar a etapa de carbonización e activación, pero estas dúas etapas aínda poden ocorrer por separado dependendo do proceso. Atopáronse grandes superficies superiores a 3.000 m2/g ao utilizar KOH como axente activador químico.
Carbón activado a partir de diferentes materias primas.
Ademais de ser un adsorbente usado para moitos propósitos diferentes, o carbón activado pódese producir a partir dunha gran cantidade de materias primas diferentes, polo que é un produto incriblemente versátil que se pode producir en moitas áreas diferentes dependendo da materia prima dispoñible. Algúns destes materiais inclúen cascas de plantas, pedras de froitas, materiais leñosos, asfalto, carburos metálicos, negros de carbón, depósitos de refugallo de sumidoiros e restos de polímeros. Diferentes tipos de carbón, que xa existen en forma de 5 carbóns cunha estrutura de poros desenvolvida, pódense procesar máis para crear carbón activado. Aínda que o carbón activado pódese producir a partir de case calquera materia prima, é máis rendible e ecolóxico producir carbón activado a partir de materiais de refugallo. Demostrouse que os carbóns activados producidos a partir de cascas de coco posúen altos volumes de microporos, o que os converte na materia prima máis empregada para aplicacións nas que se necesita unha alta capacidade de adsorción. O serrín e outros materiais de refugallo leñoso tamén conteñen estruturas microporosas moi desenvolvidas que son boas para a adsorción da fase gaseosa. A produción de carbón activado a partir de pedras de oliva, ameixa, albaricoque e melocotón produce adsorbentes altamente homoxéneos cunha dureza significativa, resistencia á abrasión e alto volume de microporos. A chatarra de PVC pódese activar se o HCl se elimina previamente, e resulta un carbón activado que é un bo adsorbente para o azul de metileno. Incluso os carbóns activados foron producidos a partir da chatarra de pneumáticos. Para distinguir entre a ampla gama de posibles precursores, faise necesario avaliar as propiedades físicas resultantes despois da activación. Ao elixir un precursor son importantes as seguintes propiedades: superficie específica dos poros, volume de poro e distribución de volume de poro, composición e tamaño dos gránulos e estrutura/carácter químico da superficie do carbono.
Elixir o precursor correcto para a aplicación correcta é moi importante porque a variación dos materiais precursores permite controlar a estrutura dos poros do carbono. Diferentes precursores conteñen cantidades variables de macroporos (> 50 nm) que determinan a súa reactividade. Estes macroporos non son efectivos para a adsorción, pero a súa presenza permite máis canles para a creación de microporos durante a activación. Ademais, os macroporos proporcionan máis camiños para que as moléculas de adsorbato cheguen aos microporos durante a adsorción.
Hora de publicación: 01-Abr-2022