СИНТЕЗ НИЗКОЗОЛЬНЫХ УГЛЕРОДНЫХ ГРАНУЛ ИЗ САЖИ И НЕФТЯНОГО ПЕКА МЕТОДОМ ПАРОВОЙ АКТИВАЦИИ

П. В. Кугатов, И. И. Баширов, Б. С. Жирнов

Аннотация


В данной работе при температуре 850 ºС проведена паровая активация углеродных гранул, полученных путем смешения сажи с нефтяным пеком в присутствии растворителя, гранулирования и карбонизации. Активация проводилась в течение 15 – 390 мин. с получением угаров гранул 4,2 – 89,6 % масс. Адсорбционные свойства образцов изучены с помощью йодного числа, а также анализа изотерм адсорбции бензола, снятых при 20 ºС динамическим методом. Результаты исследований показали, что увеличение степени угара приводит к увеличению удельной поверхности с 44 до 570 м2/г, суммарного объема пор с 0,65 до 1,7 см3/г, а также снижается прочность на раздавливание с 2 до 0,5 МПа. Благодаря перечисленным свойствам и низкому содержанию золы (менее 1 % масс.) данный материал может найти применение в качестве адсорбента в медицине и пищевой промышленности. Поэтому целью данной работы является получение активированных образцов углеродных гранул из сажи и нефтяного пека и изучение их свойств.

В результате активирования были получены восемь образцов углеродных гранул, в которых величина угара линейно зависела от времени активирования и изменялась в пределах 4,2 – 89,6 % масс. Среди основных характеристик полученных образцов наибольший интерес представляют адсорбционные свойства, которые должны усиливаться по мере увеличения величины обгара гранул.


Ключевые слова


carbon black;low-ash adsorbent;petroleum pitch;porous carbon material;steam activation;нефтяной пек;низкозольный адсорбент;паровая активация;пористый углеродный материал;сажа

Полный текст:

PDF

Литература


Кинле Х., Бадер Э. Активные угли и их промышленное применение/ Пер. с нем. Л.: Химия, 1984. 216 с.

Marsh H., Rodríguez-Reinoso F. Activated carbon. London: Elsevier, 2006. 554 pp.

Moreno-castilla C, Carrasco-marín F, Maldonado-hódar F J et al. Effects of non-oxidant and oxidant acid treatments on the surface properties of an acti-vated carbon with very low ash content // Carbon. 1998. V. 36 № 1-2. Pp. 145 – 151.

Суровикин В.Ф., Суровикин Ю.В., Цеханович М.С. Новые направления в технологии получения углерод-углеродных материалов. Применение углерод-углеродных материалов // Российский химический журнал. 2007. Т. 51, № 4. С. 111 – 118.

Majowski G., Toda Y., Sanada Y., Ouchi K. Fabrication of porous carbon briquettes with narrow distribution of pore size // Carbon. 1971. V. 9, № 5. Pp. 681 – 685.

Pat. 4029600 US, B01J21/18. Carbon particulates with controlled density / Schmitt J.L., Walker P.L., Castellion G.A. Assignee American Cyanamid Company; 14.06.1977.

Способ получения углеродного адсорбента / Ивахнюк Г.К., Федоров Н.Ф., Бабкин О.Э., Глухарев Н.Ф., Левинсон В.Г. Пат. 2077381 РФ, B01J20/20, B01J21/18. Заявитель и патентообладатель акционерное общество закрытого типа «Экофор». № 5042938/25; заявл. 18.03.1992; опубл. 20.04.1997.

Федоров Н.Ф. Нетрадиционные решения в химической технологии углеродных сорбентов // Российский химический журнал. 1995. Т. 39, № 6. С. 73 – 83.

Kugatov P.V., Zhirnov B.S. Porous carbon/carbon composites produced from carbon black and petroleum pitch // Journal of Porous Materials. 2013. V. 20, № 4. Pp. 875 – 882.

ГОСТ 6217-74. Уголь активный древесный дробленый. Технические условия. Введ. 1976-01-01. М.: Изд-тво стандартов, 1976. 8 с.

Рубинштейн А.М., Афанасьев В.А. // Изв. АН СССР ОХН. 1956. № 11. С. 1294.

ГОСТ 17219-71. Угли активные. Метод определения суммарного объема пор по воде. Введ. 1973-01-01. М.: Изд-тво стандартов, 1973. 4 с.

Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость: Пер. с англ. 2-е изд. М.: Мир, 1984. 306 с.

McClellan A.L., Harnsberger H.F. // Journal of Colloid and Interface Science. 1967. V. 23. № 4. P. 577.

Isirikyan A. A., Kiselev A. V. The absolute adsorption isotherms of vapors of nitrogen, benzene and n-hexane, and the heats of adsorption of benzene and n-hexane on graphitized carbon blacks. I. Graphitized thermal blacks // Journal of Physical Chemistry. 1961. V. 65. № 4. Pp. 601 – 607.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ogbus-2015-2-281-306

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.