목재 기반 활성탄의 기공 구조는 무엇입니까?

이봐! 목재 기반 활성탄 공급 업체로서, 나는 종종이 놀라운 재료의 기공 구조에 대해 질문받습니다. 그래서, 나는 이해하기 쉬운 방식으로 당신을 위해 그것을 분해하는 데 잠시 시간을 내야한다고 생각했습니다.

우선, 활성탄이 무엇인지에 대해 이야기합시다. 그것은 작은 모공이 많은 거대한 표면적을 갖도록 가공 된 탄소의 형태입니다. 이것은 화학 물질, 가스, 심지어 중금속과 같은 모든 종류의 물건을 흡착하는 데 정말 좋습니다. 그리고 목재 기반 활성탄에 대해 이야기 할 때, 우리는이 슈퍼 흡착 물질을 만들기 위해 목재를 원료로 사용하고 있습니다.

이제 목재 기반 활성탄의 기공 구조는 매우 중요합니다. 다른 것들을 흡착하는 일을 얼마나 잘 수행 할 수 있는지 결정하는 것입니다. 활성탄에는 기본적으로 3 가지 주요 유형의 기공이 있습니다 : 마이크로 기어, 메소포르 및 거대 기공.

미세 기공은 가장 작은 것입니다. 직경이 2 나노 미터 미만입니다. 이 작은 사람들은 기공 세계의 비밀 요원과 같습니다. 그들은 일부 가스 및 특정 화학 물질과 같이 소분자를 흡착하는 데 좋습니다. 너무 작기 때문에이 작은 입자를 단단히 붙잡을 수 있습니다. 목재 기반 활성탄의 표면적은 이러한 마이크로 기어에서 나옵니다. 그리고 이것은 표면적이 많을수록 탄소가 더 많이 흡수 될 수 있기 때문에 큰 문제입니다.

메소포르는 약간 더 크고 직경은 2 내지 50 나노 미터입니다. 그들은 기공 가족의 중간 아이들과 같습니다. 분자를 탄소로 운반하는 데 중요합니다. 그들은 분자가 탄소 외부에서 흡착 될 수있는 마이크로기로로 얻을 수있는 일종의 고속도로 역할을합니다. 메소포르는 또한 마이크로 포어가 스스로 처리 할 수있는 것보다 더 큰 분자를 흡착하는 데 도움이됩니다.

거대 기공은 가장 큰 것이며 직경은 50 나노 미터보다 큽니다. 그들은 탄소의 큰 입구와 같습니다. 그들은 큰 분자가 탄소에 들어가서 작은 모공쪽으로 여행을 시작하도록 허용합니다. 마크로 포어는 또한 활성탄과 흡착하려는 물질 사이의 초기 접촉에 도움이됩니다. 그들은 분자들에게 시작할 장소를 제공 한 다음 메소 포어와 마이크로 포어로 넘어갑니다.

목재 기반 활성탄의 기공 구조는 활성화 공정 동안 형성된다. 목재를 활성화하는 두 가지 주요 방법은 물리적 활성화 및 화학 활성화입니다.

물리적 활성화에서, 목재는 먼저 탄화되므로 산소가 없을 때 가열되어 탄소로 전환됩니다. 그런 다음 고온에서 증기 또는 이산화탄소로 처리됩니다. 이 과정은 탄소의 일부를 태워 모공을 만듭니다. 증기 또는 이산화탄소는 탄소와 반응하여 작은 구멍과 수로를 만듭니다. 이것이 우리가 모든 마이크로 포어, 메소포르 및 거대 기공으로 놀라운 기공 구조를 얻는 방법입니다.

화학 활성화는 약간 다릅니다. 이 방법에서, 목재는 가열되기 전에 인산이나 염화 아연과 같은 화학 물질에 담근다. 화학 물질은 목재를 분해하고 가열되면 모공을 만듭니다. 화학적 활성화는 때때로 물리적 활성화와 비교하여 더 많은 메소 포어를 사용하여 더 발달 된 기공 구조를 생성 할 수 있습니다.

사용 된 목재의 유형은 또한 기공 구조에서 역할을합니다. 나무마다 밀도와 구성이 다르므로 활성화 중에 기공이 형성되는 방식에 영향을 줄 수 있습니다. 예를 들어, 오크 나 메이플과 같은 나무는 소나무와 같은 소프트 우드에 비해 기공 구조가 다를 수 있습니다. 경재는 일반적으로 더 조밀 한 구조를 가지므로 활성화 후 기공의 다른 분포를 유발할 수 있습니다.

자, 왜이 모든 것이 중요합니까? 글쎄, 목재 기반 활성탄을 사용하는 것에 따라 특정 기공 구조가 필요할 수 있습니다. 예를 들어, 물을 정화하는 데 사용하는 경우 살충제 나 중금속과 같은 작은 오염 물질을 흡수하기 위해 많은 마이크로 포어가있는 탄소가 필요할 수 있습니다. 반면, 가스 정제에 사용하는 경우 중소형 가스 분자를 모두 흡수하기 위해 마이크로 포어 및 메소 푸르의 균형이 필요할 수 있습니다.

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참조

• "활성화 된 탄소 : J. Bansal 및 M. Goyal의 표면 화학, 흡착 동역학 및 응용"
• M. Dresselhaus, G. Dresselhaus 및 A. Avouris에 의해 편집 된 "고급 기술을위한 탄소 재료"