3.2.5 Quy trình hoạt hóa

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL đặc điểm và trạng thái ban đầu của nguyên liệu để xác định pha hoạt hóa phù hợp. Cacbon hóa pha rắn: Nguyên liệu ban đầu thường là những hệ đại phân tử được tổng hợp hay sản phẩm của các quá trình tự nhiên. Nguyên liệu bị phân hủy khi tăng nhiệt độ xử lý, quá trình diễn ra cùng với sự giải phóng các khí và sự hóa hơi các phân tử có khối lượng thấp. Do đó, than thu được luôn có tỉ trọng nhỏ hơn so với nguyên liệu ban đầu. Trong quá trình cacbon hóa, khi hệ đại phân tử ban đầu phân hủy, các nguyên tử cacbon còn lại trong cấu trúc mạng đại phân tử sẽ di chuyển một khoảng ngắn (có thể < 1nm) tới những vị trí mà ở đó nguyên tử có năng lượng tự do nhỏ hơn, hình thành những cấu trúc trung gian mới hay thậm chí có thể hình thành những mạng nguyên tử cacbon bền vững. Khi các nguyên tử khác tách ra ngoài cấu trúc mạng, cùng với sự di trú của các nguyên tử cacbon và tạo liên kết lẫn nhau chúng tạo nên hệ thống cấu trúc mao quản của than. Do vậy, thành phần của nguyên liệu ban đầu khác nhau sẽ phân hủy theo những cách riêng tạo nên những dạng than có cấu trúc và độxốp khác nhau.Cacbon hóa pha lỏng: Các nguyên liệu thể lỏng như vòng thơm, hắc ín cho phép tạo tạo thành cacbon có thể graphit hóa, về cơ bản là than không xốp. Quá trình cacbon hóa ở pha lỏng có cơ chế hoàn toàn khác với trong pha rắn. Bằng sự cacbon hóa pha lỏng, dạng graphit hóa được tạo thành. Cacbon hóa pha khí: Nguyên liệu đầu vào ở pha khí, có thể là metan, butan hoặc benzen, nhưng quan trọng là quá trình cacbon hóa nguyên liệu khí ở áp suất tương đối thấp, thường được pha loãng với khí heli. 3.2.5 Quy trình hoạt hóa Hoạt hóa là quá trình thay đổi đặc điểm cấu trúc mạng lưới tinh thể cacbon dưới tác dụng của nhiệt và tác nhân hoạt hóa, tạo độ xốp cho than bằng một hệ thống mao quả có kích thước khác nhau và hình thành các tâm hoạt động trên bề mặt. Có thể sử dụng phương pháp hoạt hóa hóa học hoặc phương pháp hoạt hóa hóa lý. Hoạt hóa hóa học hiểu đơn giản là quá trình hoạt hóa bằng chất hóa học. Trong đó quá trình than hóa và quá trình hoạt hóa xảy ra đồng thời. Hoạt hóa hóa học chủ yếu được sử dụng cho hoạt hóa than gỗ. Nguyên liệu thô được trộn với chất hoạt hóa và chất hút nước, sự hoạt hóa thường xảy ra ở nhiệt độ 5000C, nhưng đôi khi có thể lên tới 8000C. Hoạt hóa hóa lý là phương pháp sử dụng các chất oxy hóa như hơi nước, cacbon đioxit v.v…làm tác nhân tác dụng với nguyên liệu. Khi ở mức độ chưa cao (độ xốp còn thấp) tác nhân hoạt hóa tác dụng với cacbon vô định hình và cacbua mạch lớn nằm trên bề mặt than giải