Az aktív szén (AC) a fából, kókuszdióhéjból, szénből, kúpokból stb. előállított, erősen széntartalmú, nagy porozitású és szorpciós képességű anyagokra utal. víz- és légitestekből.Azóta, hogy a mezőgazdasági és hulladéktermékekből szintetizált AC kiváló alternatívának bizonyult a hagyományosan használt nem megújuló és drága forrásokkal szemben.Az AC előállításához két alapvető eljárást alkalmaznak, a karbonizációt és az aktiválást.Az első eljárásban a prekurzorokat magas, 400 és 850 °C közötti hőmérsékletnek vetik alá, hogy az összes illékony komponenst eltávolítsák.Magasan megemelt hőmérséklet eltávolítja az összes nem-szén komponenst a prekurzorból, például hidrogént, oxigént és nitrogént gázok és kátrányok formájában.Ez az eljárás magas széntartalmú, de kis felületű és porozitású szenet állít elő.A második lépés azonban magában foglalja a korábban szintetizált char aktiválását.A pórusméret növelése az aktiválási folyamat során három csoportba sorolható: a korábban elérhetetlen pórusok megnyitása, új pórusok kialakulása szelektív aktiválással és a meglévő pórusok tágítása.
Általában két megközelítést alkalmaznak, a fizikai és a kémiai aktiváláshoz a kívánt felület és porozitás eléréséhez.A fizikai aktiválás magában foglalja az elszenesedett szén aktiválását oxidáló gázok, például levegő, szén-dioxid és gőz segítségével magas hőmérsékleten (650 és 900 °C között).A szén-dioxidot általában előnyben részesítik tiszta természete, könnyű kezelhetősége és 800°C körüli aktiválási folyamata miatt.Nagy pórusegyenletességet érhetünk el szén-dioxid aktiválással a gőzhöz képest.Fizikai aktiváláshoz azonban a gőz sokkal előnyösebb a szén-dioxiddal szemben, mivel viszonylag nagy felületű váltakozó áramot lehet előállítani.A víz kisebb molekulamérete miatt diffúziója a szenes szerkezeten belül hatékonyan megy végbe.Azt találták, hogy a gőzzel történő aktiválás körülbelül kétszer-háromszor nagyobb, mint a szén-dioxidé azonos fokú átalakulás mellett.
A kémiai megközelítés azonban magában foglalja a prekurzor összekeverését aktiváló szerekkel (NaOH, KOH, FeCl3 stb.).Ezek az aktiváló szerek oxidálószerként és dehidratálószerként is működnek.Ebben a megközelítésben a karbonizálás és az aktiválás egyidejűleg, a fizikai megközelítéshez képest viszonylag alacsonyabb hőmérsékleten, 300-500 °C-on történik.Ennek eredményeként befolyásolja a pirolitikus bomlást, majd a porózus szerkezet javulását és a magas szénhozamot eredményez.A kémiai megközelítés fő előnyei a fizikai megközelítéssel szemben az alacsony hőmérsékleti követelmény, a nagy mikroporozitású szerkezetek, a nagy felület és a minimális reakcióidő.
A kémiai aktiválási módszer felülmúlását a Kim és munkatársai által javasolt modell [1] alapján magyarázhatjuk, amely szerint a mikropórusok kialakulásáért felelős különböző gömb alakú mikrodomének találhatók az AC-ban.Másrészt a mezopórusok az intermikrodomain régiókban fejlődnek ki.Kísérletileg aktív szenet képeztek fenol alapú gyantából kémiai (KOH felhasználásával) és fizikai (gőz segítségével) aktiválással (1. ábra).Az eredmények azt mutatták, hogy a KOH aktiválással szintetizált AC nagy, 2878 m2/g felülettel rendelkezett, szemben a gőzaktiválásnál tapasztalt 2213 m2/g értékkel.Ezenkívül más tényezők, például a pórusméret, a felület, a mikropórustérfogat és az átlagos pórusszélesség mind jobbnak bizonyultak KOH-aktivált körülmények között, mint a gőzzel aktiváltnál.
Különbségek a gőzaktiválásból előállított AC (C6S9) és KOH aktiválás (C6K9) között, a mikroszerkezeti modellben magyarázva.
A részecskemérettől és az előállítási módtól függően három típusba sorolható: elektromos váltóáramú, szemcsés váltóáram és gyöngy AC.A Powered AC finom szemcsékből készül, amelyek mérete 1 mm, átlagos átmérője 0,15-0,25 mm.A granulált AC viszonylag nagyobb méretű és kisebb külső felülettel rendelkezik.A szemcsés váltakozó áramot különféle folyadékfázisú és gázfázisú alkalmazásokhoz használják méretarányuktól függően.Harmadik osztály: az AC gyöngyöt általában 0,35 és 0,8 mm közötti átmérőjű kőolajszurokból állítják elő.Nagy mechanikai szilárdságáról és alacsony portartalmáról ismert.Gömb alakú szerkezete miatt széles körben használják fluidágyas alkalmazásokban, például vízszűrésben.
Feladás időpontja: 2022. június 18