O carbón activado (AC) refírese aos materiais altamente carbonosos que teñen unha alta porosidade e capacidade de absorción producidos a partir da madeira, cascas de coco, carbón e conos, etc. A AC é un dos adsorbentes de uso frecuente utilizado en varias industrias para a eliminación de numerosos contaminantes. dos corpos de auga e aire. Xa que, a AC sintetizada a partir dos produtos agrícolas e de residuos, demostrou ser unha excelente alternativa ás fontes non renovables e caras usadas tradicionalmente. Para a preparación de AC empréganse dous procesos básicos, carbonización e activación. No primeiro proceso, os precursores son sometidos a altas temperaturas, entre 400 e 850 °C, para expulsar todos os compoñentes volátiles. A alta temperatura elevada elimina todos os compoñentes non carbonados do precursor, como hidróxeno, osíxeno e nitróxeno en forma de gases e alcatráns. Este proceso produce carbón con alto contido en carbono pero baixa superficie e porosidade. Non obstante, o segundo paso implica a activación do char previamente sintetizado. A mellora do tamaño dos poros durante o proceso de activación pódese clasificar en tres: apertura de poros previamente inaccesibles, desenvolvemento de novos poros por activación selectiva e ampliación dos poros existentes.
Normalmente, úsanse dous enfoques, físico e químico, para a activación para obter a superficie e a porosidade desexadas. A activación física implica a activación do carbón carbonizado mediante gases oxidantes como o aire, o dióxido de carbono e o vapor a altas temperaturas (entre 650 e 900 °C). O dióxido de carbono adoita ser preferido pola súa natureza pura, fácil manipulación e proceso de activación controlable a uns 800 °C. Pódese obter unha elevada uniformidade dos poros coa activación do dióxido de carbono en comparación co vapor. Non obstante, para a activación física, o vapor é moi preferido en comparación co dióxido de carbono xa que se pode producir AC cunha superficie relativamente elevada. Debido ao menor tamaño da molécula de auga, a súa difusión dentro da estrutura do carbón prodúcese de forma eficiente. A activación por vapor descubriuse que é de dúas a tres veces maior que o dióxido de carbono co mesmo grao de conversión.
Non obstante, o enfoque químico implica a mestura de precursores con axentes activadores (NaOH, KOH e FeCl3, etc.). Estes axentes activadores actúan como oxidantes e tamén como axentes deshidratantes. Neste enfoque, a carbonización e a activación realízanse simultáneamente a unha temperatura comparativamente máis baixa de 300-500 °C en comparación coa aproximación física. Como resultado, afecta a descomposición pirolítica e, a continuación, ten como resultado a expansión da estrutura porosa mellorada e un alto rendemento de carbono. Os principais beneficios do enfoque químico fronte ao físico son o requisito de baixa temperatura, as estruturas de alta microporosidade, a gran superficie e o tempo de realización da reacción minimizado.
A superioridade do método de activación química pódese explicar a partir dun modelo proposto por Kim e os seus compañeiros de traballo [1] segundo o cal se atopan varios microdominios esféricos responsables da formación de microporos na CA. Por outra banda, os mesoporos desenvólvense nas rexións intermicrodominios. Experimentalmente, formaron carbón activado a partir de resinas a base de fenol por activación química (usando KOH) e física (utilizando vapor) (Figura 1). Os resultados mostraron que a AC sintetizada pola activación de KOH posuía unha gran superficie de 2878 m2/g en comparación con 2213 m2/g pola activación por vapor. Ademais, outros factores como o tamaño dos poros, a superficie, o volume dos microporos e o ancho medio dos poros foron mellores en condicións activadas por KOH en comparación co activado por vapor.
Diferenzas entre AC Preparado a partir da activación de vapor (C6S9) e da activación de KOH (C6K9), respectivamente, explicadas en termos de modelo de microestrutura.
Dependendo do tamaño das partículas e do método de preparación, pódese clasificar en tres tipos: AC alimentado, AC granular e AC de perlas. Powered AC está formado a partir de gránulos finos de tamaño 1 mm cun rango de diámetro medio de 0,15-0,25 mm. A AC granular ten un tamaño comparativamente maior e menos superficie externa. A AC granular úsase para varias aplicacións en fase líquida e en fase gasosa dependendo das súas relacións de dimensións. Terceira clase: a perla AC é xeralmente sintetizada a partir da brea de petróleo cun diámetro que varía de 0,35 a 0,8 mm. É coñecido pola súa alta resistencia mecánica e baixo contido de po. Úsase amplamente en aplicacións de leito fluidizado como a filtración de auga debido á súa estrutura esférica.
Hora de publicación: 18-Xun-2022