O procedimento de processamento do carvão ativado normalmente consiste em uma carbonização seguida de uma ativação de material carbonáceo de origem vegetal.A carbonização é um tratamento térmico a 400-800°C que converte matérias-primas em carbono, minimizando o conteúdo de matéria volátil e aumentando o conteúdo de carbono do material.Isto aumenta a resistência dos materiais e cria uma estrutura porosa inicial que é necessária para que o carvão seja ativado.Ajustar as condições de carbonização pode afetar significativamente o produto final.Um aumento da temperatura de carbonização aumenta a reatividade, mas ao mesmo tempo diminui o volume dos poros presentes.Esta diminuição do volume de poros é devida a um aumento na condensação do material em temperaturas mais elevadas de carbonização o que produz um aumento na resistência mecânica.Portanto, torna-se importante escolher a temperatura correta do processo com base no produto de carbonização desejado.
Esses óxidos se difundem para fora do carbono, resultando em uma gaseificação parcial que abre poros que estavam previamente fechados e desenvolve ainda mais a estrutura porosa interna do carbono.Na ativação química, o carbono reage em altas temperaturas com um agente desidratante que elimina a maior parte do hidrogênio e do oxigênio da estrutura do carbono.A ativação química geralmente combina a etapa de carbonização e ativação, mas essas duas etapas ainda podem ocorrer separadamente dependendo do processo.Foram encontradas áreas superficiais elevadas superiores a 3.000 m2/g quando se utilizou KOH como agente de ativação química.
Carvão Ativado de Diferentes Matérias-Primas.
Além de ser um adsorvente utilizado para diversos fins, o carvão ativado pode ser produzido a partir de diversas matérias-primas, o que o torna um produto incrivelmente versátil que pode ser produzido em diversas áreas, dependendo da matéria-prima disponível.Alguns desses materiais incluem cascas de plantas, caroços de frutas, materiais lenhosos, asfalto, carbonetos metálicos, negros de fumo, depósitos de resíduos de esgoto e restos de polímeros.Diferentes tipos de carvão, que já existem na forma de 5 carbonos com uma estrutura de poros desenvolvida, podem ser posteriormente processados para criar carvão ativado.Embora o carvão ativado possa ser produzido a partir de praticamente qualquer matéria-prima, é mais econômico e ambientalmente consciente produzir carvão ativado a partir de materiais residuais.Foi demonstrado que os carvões ativados produzidos a partir de cascas de coco possuem grandes volumes de microporos, tornando-os a matéria-prima mais comumente utilizada para aplicações onde é necessária alta capacidade de adsorção.A serragem e outros materiais de restos de madeira também contêm estruturas microporosas fortemente desenvolvidas que são boas para adsorção da fase gasosa.A produção de carvão ativado a partir de caroços de azeitona, ameixa, damasco e pêssego produz adsorventes altamente homogêneos com dureza significativa, resistência à abrasão e alto volume de microporos.A sucata de PVC pode ser ativada se o HCl for removido previamente e resulta em um carvão ativado que é um bom adsorvente para o azul de metileno.Carvões ativados foram produzidos até mesmo a partir de sucata de pneus.Para distinguir entre a ampla gama de possíveis precursores, torna-se necessário avaliar as propriedades físicas resultantes após a ativação.Ao escolher um precursor, as seguintes propriedades são importantes: área superficial específica dos poros, volume dos poros e distribuição do volume dos poros, composição e tamanho dos grânulos e estrutura/característica química da superfície do carbono.
A escolha do precursor correto para a aplicação correta é muito importante porque a variação dos materiais precursores permite controlar a estrutura dos poros do carbono.Diferentes precursores contêm quantidades variáveis de macroporos (> 50 nm) que determinam sua reatividade.Estes macroporos não são eficazes para adsorção, mas a sua presença permite mais canais para a criação de microporos durante a ativação.Além disso, os macroporos fornecem mais caminhos para as moléculas de adsorvente alcançarem os microporos durante a adsorção.
Horário da postagem: 01/04/2022