Активни угаљ (АЦ) се односи на материјале са високим садржајем угљеника који имају високу порозност и способност сорпције произведене од дрвета, кокосових љуски, угља и шишарки, итд. АЦ је један од често коришћених адсорбената који се користе у разним индустријама за уклањање бројних загађивача. из водених и ваздушних тела.Будући да се АЦ синтетисан из пољопривредних и отпадних производа, показао као одлична алтернатива традиционално коришћеним необновљивим и скупим изворима.За припрему АЦ користе се два основна процеса, карбонизација и активација.У првом процесу, прекурсори се подвргавају високим температурама, између 400 и 850°Ц, да би се избациле све испарљиве компоненте.Висока повишена температура уклања све неугљеничне компоненте из прекурсора као што су водоник, кисеоник и азот у облику гасова и катрана.Овај процес производи угљен који има висок садржај угљеника, али ниску површину и порозност.Међутим, други корак укључује активацију претходно синтетизованог цхар.Повећање величине пора током процеса активације може се категорисати у три: отварање раније недоступних пора, развој нових пора селективним активирањем и проширење постојећих пора.
Обично се користе два приступа, физички и хемијски, за активацију да би се добила жељена површина и порозност.Физичка активација укључује активацију карбонизованог угљеника коришћењем оксидационих гасова као што су ваздух, угљен-диоксид и пара на високим температурама (између 650 и 900°Ц).Угљен-диоксид се обично даје предност због његове чисте природе, лаког руковања и контролног процеса активације на око 800°Ц.Висока униформност пора може се постићи активацијом угљен-диоксида у поређењу са паром.Међутим, за физичку активацију, пара је много пожељнија у поређењу са угљен-диоксидом јер се може произвести АЦ са релативно великом површином.Због мање величине молекула воде, њена дифузија унутар структуре угљена се одвија ефикасно.Утврђено је да је активација паром око два до три пута већа од угљен-диоксида са истим степеном конверзије.
Међутим, хемијски приступ подразумева мешање прекурсора са активационим агенсима (НаОХ, КОХ, и ФеЦл3, итд.).Ови активациони агенси делују као оксиданти, као и као дехидрирајући агенси.У овом приступу, карбонизација и активација се врше истовремено на релативно нижој температури од 300-500°Ц у поређењу са физичким приступом.Као резултат тога, утиче на пиролитичко разлагање и, затим, резултира проширењем побољшане порозне структуре и високим приносом угљеника.Главне предности хемијског у односу на физички приступ су захтеви за ниску температуру, структуре високе микропорозности, велика површина и минимизирано време завршетка реакције.
Супериорност методе хемијске активације може се објаснити на основу модела који су предложили Ким и његови сарадници [1] према којем се у АЦ налазе различити сферни микродомени одговорни за формирање микропора.С друге стране, мезопоре су развијене у интермикродоменским регионима.Експериментално су формирали активни угаљ од смоле на бази фенола хемијском (користећи КОХ) и физичком (користећи пару) активацијом (слика 1).Резултати су показали да АЦ синтетизован активацијом КОХ има велику површину од 2878 м2/г у поређењу са 2213 м2/г активацијом паром.Поред тога, утврђено је да су други фактори као што су величина пора, површина, запремина микропора и просечна ширина пора бољи у условима активираним КОХ у поређењу са активираним паром.
Разлике између АЦ Припремљене активацијом паром (Ц6С9) и активацијом КОХ (Ц6К9), респективно, објашњене у смислу модела микроструктуре.
У зависности од величине честица и начина припреме, може се категорисати у три типа: наизменична струја са напајањем, зрнаста наизменична струја и наизменична струја са куглицама.Поверед АЦ се формира од финих гранула величине 1 мм са просечним опсегом пречника од 0,15-0,25 мм.Зрнасти АЦ има релативно већу величину и мању спољашњу површину.Гранулирани АЦ се користе за различите примене у течним и гасовитим фазама у зависности од њиховог односа димензија.Трећа класа: перла АЦ се углавном синтетишу из нафтне смоле пречника од 0,35 до 0,8 мм.Познат је по својој високој механичкој чврстоћи и малом садржају прашине.Широко се користи у апликацијама са флуидизованим слојем као што је филтрација воде због своје сферичне структуре.
Време поста: 18.06.2022