Краткий обзор активированного угля производного из побочных продуктов сельского хозяйства

Активация
Активация - ключевой шаг к улучшению структуры пор. Есть два типа методов активации: физические активация и химическая активация.
Физическая активация
Производство активированного угля путем физической обработки состоит из двух этапов. После карбонизации полученный древесный уголь будет активирован с использованием окислительного газа для улучшения и улучшения структуры пор[22]. В процессе активации окисляющий газ удалит больше активных форм углерода, образующих поры и сосуды. В заключение, будет производиться активированный уголь с высокой пористостью. Физическая активация обычно проводится при высокой температуре от 500 ^оС до 1000 ^оС[2]. Как правило, поры с помощью активирующего газа состоят из трех фаз, которые открываются ранее недоступные поры, образование новых пор и, наконец, расширение существующих пор[1].
Ниже приведены реакции что может произойти во время активации с использованием различных типов активирующего агента:
i. Кислород
C + O₂ → CO₂ 2C + O₂ → 2CO
ii. Углекислый газ
C + CO₂ → 2CO
iii. Пар
С + Н₂О → Н₂ + СО CO + H₂O → H₂ + CO₂ С + 2Н₂ → СН₄
Химическая активация
Производство активированного угля химической обработкой состоит из одностадийного процесса. Сырье будет пропитывают активирующим агентом перед подачей на карбонизацию. Химическая активация проводится при более низкой температуре, чем физическая активация[22]. В процессе активации сырье будет пропитаны сильно обезвоживающими и окисляющими химикатами. Есть три типа активирующих агентов, используемых в производство активированного угля[23]:
i. Щелочь (КОН, K₂CO₃, NaOH и Na₂CO₃)
ii. Соль щелочноземельного металла (AlCl₃ и ZnCl₂)
iii. Кислота (H₃PO₄ и H₂SO₄)
Активирующий агент действует как дегидратирующий или окисляющий агент во время процесса пропитки. Это продвигает лигноцеллюлозные материалы разлагаются и подавляют осаждение смол и летучих веществ[24]. Таким образом, это увеличивает процентный выход произведенного активированного угля. В конечном итоге после карбонизации произведенный активированный уголь будет промыт кислотой или щелочью в зависимости от типов активирующего агента, используемого в процессе активации. Этот этап промывки очень важен для удаления химических компонентов, занимаемых структурой пор в активированный уголь, тем самым увеличивая его адсорбционную способность.