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含氮活性炭的应用

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文章出处:先科供水发表时间:2013-11-06 15:12:00

      含氮活性炭的制备已经收到重视,因为他们在CO2捕获和封存(CCS)中的应用,因为活性炭的表面上含有大量的氮原子,并且通过精心控制的炭化可控制孔结构。我们通过使用软模板辅助自主组,然后热分解和活化来报告高表面积多孔含氮活性炭(NAC)。活化过程是在不同的温度条件(600-800℃)下使用聚亚胺作为前提进行的。
      大气中二氧化碳含量的不端正增加是个很大的问题,由于其对全球变暖和气候变化的影响。因此,不仅要提高公众意识,还要指定战略,尽量减少化石燃料和资源的发电厂烟气的排放。为了尽量减少对环境的影响,认为CO2的烟道气体的燃烧之后排放必须减小,为了实现这一点,在过去的几十年中,各种固体微孔材料已被用于CO2捕获和储存,例如金属有机骨架(MOF),超交联聚合物(HCP),共价有机骨架(COF),活性炭,官能化石墨烯,化学改性的中控材料,等等,其中活性炭优于其可回收性,可用行,易于合成强大的表面积吸附,已被广泛应用于二氧化碳捕获和储存或通过物理吸附分离的微孔材料。
包括活性炭的微孔材料已被视为喉管二氧化碳捕获和储存在环境温度下,由于其大的表面积,高的物理和化学稳定性和低密度。为了提高环境温度下活性炭对二氧化碳的吸收能力,研究人员增加了表面积并调节了适当的孔径。目前,一些研究人员甚至试图通过创建特殊的活性位点,如杂原子和不同的有机基团引入到活性炭,以改善在多孔碳和官能团被吸附物之间的互相作用,以增加二氧化碳的吸附能力。
      到目前为止,湿热谈话(HTC)是获得有用的活性炭和制备多功能多样的活性炭材料的好方法,物理和化学活化技术已经成为制备活性炭的良好方法。在物理活化中,前体材料在高温下用气体(CO2或蒸汽)硫化,而在化学活化中,前体首先被浸渍或者与化学试剂物理混合,然后再惰性气氛下在目标温度下加热。为了提高活性炭的孔隙率,应考虑许多活化参数,如碳化温度,活化剂类型,活化剂与样品之间的重量比,和碳化时间在目标温度下保持等等,所有这些都在活性炭的孔隙发展自己的意义。
许多类型的合成聚合物一杯选为碳源,因为他们含有胺基,例如聚丙烯腈(PAN),三聚氰胺甲醛树脂,聚吡咯和聚苯胺。氮已经成为研究最钢钒的杂原子之一,优化用作超级电容和气体吸附和储存的活性炭材料。含氮炭质材料通过两种主要方法制备:后处理和原位法。在前者中,用含氮化合物如氨,尿素和三聚氰胺处理含活性炭以引入氮官能团,她通常用作生产各种活性炭,如碳纳米管,石墨烯和活性炭。在后一种情况下,许多含氮前体直接用作前体易产生氮官能化碳质材料,包括聚苯胺(PNI),聚吡咯(PPY),三聚氰胺类似物和聚丙烯腈。然而,由于其路易斯酸性和四机动量,迄今为止,很少研究N掺杂多孔材料的CO2吸附性能。有人研究了多孔聚亚胺作为前体。具有有序三维周期结构的合成分层大孔N掺杂碳(MCN)。然而,语气CO2在聚合物中与高极性亚胺官能团强烈相互作用。活性炭的气体吸附和解不仅取决于高比表面积,微孔体积或孔径,还取决于材料的化学成分和节后特征。为了产生具有高孔隙率和孔径的活性炭以促进气体分子的扩散和吸附\解吸,大多数合成通过使用相当复杂和好事或使用活化的近似模板的程序来实现,与模板方法相比,这被认为更容易和更便宜。然而,探索一种简单的合成方法来生产用于CO2捕获和储存的高效多孔材料任然是一个主要挑战。

此文关键字: 果壳活性炭 粉状活性炭