Aktivētās ogles apstrādes procedūra parasti sastāv no karbonizācijas, kam seko augu izcelsmes oglekli saturoša materiāla aktivizēšana. Karbonizācija ir termiskā apstrāde 400-800°C, kas pārvērš izejvielas ogleklī, samazinot gaistošo vielu saturu un palielinot oglekļa saturu materiālā. Tas palielina materiālu izturību un rada sākotnējo porainu struktūru, kas ir nepieciešama, lai aktivizētu oglekli. Karbonizācijas apstākļu pielāgošana var būtiski ietekmēt galaproduktu. Paaugstināta karbonizācijas temperatūra palielina reaktivitāti, bet tajā pašā laikā samazina esošo poru apjomu. Šis samazinātais poru tilpums ir saistīts ar materiāla kondensācijas palielināšanos augstākās karbonizācijas temperatūrās, kas palielina mehānisko izturību. Tāpēc ir svarīgi izvēlēties pareizo procesa temperatūru, pamatojoties uz vēlamo karbonizācijas produktu.
Šie oksīdi izkliedējas no oglekļa, kā rezultātā notiek daļēja gazifikācija, kas atver poras, kas iepriekš bija aizvērtas, un tālāk attīsta oglekļa iekšējo poraino struktūru. Ķīmiskajā aktivācijā ogleklis tiek reaģēts augstā temperatūrā ar dehidratējošu līdzekli, kas no oglekļa struktūras izvada lielāko daļu ūdeņraža un skābekļa. Ķīmiskā aktivizēšana bieži apvieno karbonizācijas un aktivizācijas posmu, taču šie divi posmi joprojām var notikt atsevišķi atkarībā no procesa. Lietojot KOH kā ķīmisko aktivējošo līdzekli, konstatētas lielas virsmas, kas pārsniedz 3000 m2/g.
Aktivētā ogle no dažādām izejvielām.
Papildus tam, ka aktivētā ogle ir adsorbents, ko izmanto dažādiem mērķiem, to var ražot no daudzām dažādām izejvielām, padarot to par neticami daudzpusīgu produktu, ko var ražot daudzās dažādās jomās atkarībā no pieejamās izejvielas. Daži no šiem materiāliem ir augu čaumalas, augļu kauliņi, koksnes materiāli, asfalts, metālu karbīdi, ogle, notekūdeņu atkritumu nogulsnes un polimēru lūžņi. Dažādus ogļu veidus, kas jau pastāv 5 oglekli saturošā formā ar attīstītu poru struktūru, var tālāk apstrādāt, lai izveidotu aktīvo ogli. Lai gan aktivēto ogli var ražot no gandrīz jebkura izejmateriāla, visrentablāk un videi draudzīgāk ir ražot aktivēto ogli no atkritumiem. Ir pierādīts, ka aktīvā ogle, kas ražota no kokosriekstu čaumalām, satur lielu daudzumu mikroporu, padarot tās par visbiežāk izmantoto izejvielu lietojumiem, kur nepieciešama augsta adsorbcijas spēja. Zāģskaidas un citi koksnes lūžņi satur arī spēcīgi attīstītas mikroporainas struktūras, kas ir labas adsorbcijai no gāzes fāzes. Ražojot aktivēto ogli no olīvu, plūmju, aprikožu un persiku kauliņiem, tiek iegūti ļoti viendabīgi adsorbenti ar ievērojamu cietību, noturību pret nodilumu un lielu mikroporu tilpumu. PVC lūžņus var aktivizēt, ja HCl tiek noņemts iepriekš, un rezultātā tiek iegūta aktīvā ogle, kas ir labs metilēnzilā adsorbents. Aktīvā ogle ir ražota pat no riepu lūžņiem. Lai atšķirtu plašo iespējamo prekursoru klāstu, pēc aktivizācijas kļūst nepieciešams novērtēt iegūtās fizikālās īpašības. Izvēloties prekursoru, svarīgas ir šādas īpašības: poru īpatnējais virsmas laukums, poru tilpums un poru tilpuma sadalījums, granulu sastāvs un izmērs, kā arī oglekļa virsmas ķīmiskā struktūra/raksturs.
Pareiza prekursora izvēle pareizajam lietojumam ir ļoti svarīga, jo prekursoru materiālu variācijas ļauj kontrolēt oglekļa poru struktūru. Dažādi prekursori satur dažādu daudzumu makroporu (> 50 nm), kas nosaka to reaktivitāti. Šīs makroporas nav efektīvas adsorbcijai, taču to klātbūtne nodrošina vairāk kanālu mikroporu veidošanai aktivācijas laikā. Turklāt makroporas nodrošina vairāk ceļu adsorbētu molekulām, lai adsorbcijas laikā sasniegtu mikroporas.
Publicēšanas laiks: 01.04.2022