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廣東韓研活性炭科技股份有限公司
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閱讀：200發(fā)布時(shí)間：2021-11-29
羽毛怎么制造活性炭，我們試圖用羽毛來生產(chǎn)活性炭。將水溶性甲階酚醛樹脂進(jìn)行雜交以防止羽毛的液化并控制炭化程度。瀝青和焦炭，石油和煤的重餾分分別是獲得各種碳，如炭黑，碳纖維和活性炭的兩大主要原料。它們的碳化行為和所得到的碳的性質(zhì)已被廣泛研究。然而，由于儲量有限，石油價(jià)格上漲，這種碳資源是不可持續(xù)的。
羽毛的結(jié)構(gòu)，可以假定為短中空纖維的集合體。由此，羽毛具有優(yōu)異的強(qiáng)度-重量比以及大的表面積。對于活性炭的生產(chǎn)，如果在碳化過程中可以保留其結(jié)構(gòu)特征，那么羽毛的空心結(jié)構(gòu)將是有利的。關(guān)于中空結(jié)構(gòu)，然而，考慮到其運(yùn)行成本，用于日常廢水系統(tǒng)似乎是困難的。相反，如果羽毛能夠在保持其中空結(jié)構(gòu)的同時(shí)被碳化，所獲得的碳將在一定程度上功能化。
酚醛樹脂改性羽毛的共碳化
為了生產(chǎn)含活性炭吸附劑，如果在碳化過程中可以保留其結(jié)構(gòu)特征，那么羽毛的中空結(jié)構(gòu)將是有利的。然而，在超過180 °C的熱壓水處理過程中，羽毛易于水熱分解并溶解于水中。因此，從熱固化的觀點(diǎn)來看，改變羽毛的熱特性是必要的。在這項(xiàng)研究中，我們已經(jīng)將水溶性甲階酚醛樹脂與羽毛混合。
圖1顯示了未處理對照羽毛廢料和在800 ℃ 熱處理后獲得的混合活性炭的各個(gè)方面。可以看出，在干燥基底上，酚醛樹脂F(xiàn)1Ph1與酚醛樹脂以1：1的質(zhì)量比混合酚醛樹脂即使埋入倒鉤也幾乎*保持羽毛倒鉤的形狀在酚醛樹脂基活性炭中。相反，沒有雜化酚醛樹脂，羽毛倒鉤*融化(見圖1(d))。
圖1。在800 ℃ 熱處理后得到的原料和方法：a)在不銹鋼反應(yīng)器中引發(fā)羽毛，b)由羽毛和酚醛樹脂以1：1的質(zhì)量比(F1Ph1) c)羽毛活性炭。
從酚醛樹脂改性的羽毛生產(chǎn)活性炭
纖維素化合物常常用作生產(chǎn)飲用水和/或廢水控制系統(tǒng)的活性炭起始原料。這些材料被分類為非石墨化碳前體。因此，從蘆葦草(CEL)提取的纖維素化合物比石墨化碳顯示出更小的P1和晶體。非石墨化碳將傾向于轉(zhuǎn)化成富含無定形碳域的活性炭，活性氣體例如水蒸氣或CO 2，可以容易地?cái)U(kuò)散。因此，非石墨化碳對于活性炭生產(chǎn)非常有吸引力，以確保與活化氣體的有效反應(yīng)，導(dǎo)致具有大吸附容量的多孔結(jié)構(gòu)。活性炭材料與BET表面積超過1000V 米2 /克可從木質(zhì)生物質(zhì)容易地制造 。但是如果原料P1太小，其碳化前就會發(fā)生液化，因此原有的木質(zhì)生物質(zhì)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)或羽毛的中空纖維結(jié)構(gòu)等原有結(jié)構(gòu)將被破壞。
當(dāng)混合炭的結(jié)構(gòu)參數(shù)與CEL的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行比較，盡管P1值略有差異，但它們的微晶尺寸分散在相似的范圍內(nèi)。在800 ℃下制備的F1Ph1混合活性炭用水蒸氣活化，測量其表面性質(zhì)。在相同的活化水平(約60%)下，基于F1Ph1的活性炭的BET表面積和碘吸附容量是羽毛基活性炭的1.7-1.8倍。活性炭的產(chǎn)量被定義為活化之前活性炭相對于木炭質(zhì)量的相對質(zhì)量。但是，BET表面積沒有達(dá)到1000 米2/克級別。如果激活更深，則BET表面積可能增加到該水平，從而犧牲活性炭的產(chǎn)量。相反，最可能發(fā)生部分液化，導(dǎo)致羽毛中空纖維結(jié)構(gòu)的破壞，并降低活化過程所需的反應(yīng)表面。當(dāng)我們專注于確定AC的應(yīng)用領(lǐng)域的平均孔徑時(shí)，可以看出基于F1Ph1的活性炭的值與基于木質(zhì)生物質(zhì)的活性炭的值相當(dāng)，這意味著基于F1Ph1的活性炭可以用于消除飲用水和廢水中的污染物。
為了擴(kuò)大羽毛廢物的利用，嘗試了活性炭的生產(chǎn)。將水溶性酚醛樹脂雜交以防止羽毛液化，并控制木炭的石墨化程度。通過羽毛與酚醛樹脂的共炭化作用，雜化能夠有效提高木炭的產(chǎn)率，防止液化，促進(jìn)炭化。另外，雜交可以將木炭的石墨化程度提高到適于生產(chǎn)活性炭的范圍。混合炭基活性炭的BET表面積和碘吸附容量比相似的活化水平的羽毛基活性炭提高了1.7-1.8倍。
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