Краткий обзор активированного угля производного из побочных продуктов сельского хозяйства

ФАКТОРЫ ВЛИЯЮТ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ АКТИВИРОВАННОГО УГЛЕРОДА
Эффект активирующего агента
При физической активации пар и воздух являются хорошими активирующими агентами с точки зрения времени реакции. Доказано, что пар и воздух реагируют с углеродом в 8 раз и 10 раз быстрее соответственно по сравнению с CO₂[22]. Однако как воздух агрессивно реагирует с углеродом, приводит к выгоранию внутри поровых структур и на внешней поверхности углерод. В результате урожайность будет ниже. Поэтому по этим причинам использование CO₂ более предпочтительно. В кроме того, CO₂ легче обрабатывать и очищать[25]. Это также обеспечивает полный контроль процесса активации, поскольку использует низкую скорость реакции[26].
При химической активации наиболее часто используемыми активирующими агентами являются ZnCl₂, H₃PO₄, NaOH и KOH[27]. Все эти агенты оказывают различное воздействие на сырье. Выявлено, что использование КОН приводит к максимальной процент микропор для активированного угля, полученного из желудя дуба холк[28]. Далее, чтобы исследовать влияние
активирующих агентов, авторы протестировали производство активированного угля с использованием H₃PO₄ и ZnCl₂. Было обнаружено, что активированный уголь, полученный с использованием активации H3PO4, имел структуру мезопор, тогда как уголь, полученный из ZnCl₂ активация имела неоднородное распределение пор, состоящее из микропор и мезопор. Буалем[29] получил полное аналогичный результат при приготовлении активированного угля из осадка сточных вод с использованием активации H₃PO₄. Следовательно, это было предположил, что использование H₃PO₄ в качестве активирующего агента способствует увеличению мезопористости и некоторой микропористости почти для произведен активированный уголь.
Ранее проведенное исследование показало, что выход активированного угля, полученного с использованием H₃PO₄ в качестве активирующего агент был выше, чем содержание фиксированного углерода в сырье[30]. По сути, отходы биомассы представляют собой сложный композит материал из природных полимеров(целлюлоза, лигнин и гемицеллюлоза). При активации или карбонизации эти полимерные структуры разлагают и высвобождают большинство неуглеродных элементов, в основном водород, кислород и азот в виде жидкости (называемой смолой) и газов, оставляющих после себя жесткий углеродный каркас в виде ароматических пластинок и полоски. Присутствие H₃PO₄ во время активации способствует деполимеризации, дегидратации и перераспределению составляющих биополимеров, а также способствуя превращению алифатических соединений в ароматические, тем самым увеличивая
выход активированного угля.
При сравнении H₃PO₄ и ZnCl₂, H₃PO₄ дает более высокий выход активированного угля, чем ZnCl₂[31]. Однако при использовании ZnCl₂ содержание связанного углерода выше. В ходе исследования семена Hura Crepitans Linn оболочки были активированы с использованием H₃PO₄ и ZnCl₂, и полученные результаты сравнивались[31]. Результаты показали, что процентный выход активированного угля H₃PO₄ составил 44,90%, а активированного угля ZnCl₂ - 31,94%. С точки зрения адсорбционная способность при всех дозировках адсорбента, активированный уголь, импрегнированный ZnCl₂, имел большую адсорбционную эффективность метиленовый синий, чем полученный с H₃PO₄. Этот результат показал, что активированный уголь, пропитанный ZnCl₂, хорошо развитая мезопористость, благоприятная для адсорбции более крупных молекул метиленового синего по сравнению с H₃PO₄ пропитанный активированным углем.
Чоудури[22] утверждал, что химическая активация с использованием КОН и NaOH приводит к активированному углю с высокой поверхностью площадь более 1000 м²/г. На основании ранее проведенных исследований было установлено, что площадь поверхности активированного угля из рисовой шелухи, активированной с использованием КОН, имела площадь поверхности 2551 м²/г, в то время как площадь поверхности достигала 2952 м²/г, когда
рисовую шелуху активировали с помощью NaOH[32]. Затем по этим двум сопоставимым результатам был сделан вывод, что процесс внедрения металлического натрия в структуру сырья происходит медленнее по сравнению с калием из-за его высокой точка кипения[33].