ПОЛУЧЕНИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ СОРБЦИОННО-АКТИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ СОСТАВА «ТЕХНИЧЕСКИЙ УГЛЕРОД – ГЛИНИСТЫЙ МАТЕРИАЛ» ИЗ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ
Аннотация
Разработана методика получения минерально-углеродных композиционных сорбционно-активных материалов на основе техногенных отходов. В качестве наполнителя используют продукт пиролиза отработанных автомобильных покрышек, в качестве связующего – глинистые отходы, образующиеся при котлованных работах. Процесс получения состоит из стадий измельчения и рассева компонентов, смешения, экструзионного формования и термообработки при повышенных температурах в условиях инертной атмосферы. Показано влияние качественного и количественного состава композиционных сорбционно-активных материалов на их пористую структуру, прочностные и сорбционные свойства. Дополнительное введение в состав материала бентонитовой глины, характеризующейся высокой пластичностью, в количестве 10–25% приводит к повышению прочности гранулы на раздавливание более чем на 80%. При этом преимущественно получаются материалы, обладающие развитой мезопористой структурой, причем распределение мезопор по размеру варьируется в зависимости от состава композита. Формируемая мезопористая структура характеризуется узким распределением пор малого размера в интервале 1-4 нм, приближающегося к супермикропорам по верхней границе. Показана возможность получения на основе композиционных сорбционно-активных материалов осушителя воздуха аналогичного марке КГ методом пропитки пористой основы раствором хлорида кальция. Проведена оценка его осушающей способности по парам воды. Материалы такого типа применяются для защиты низкотемпературного катализатора окисления монооксида углерода марки гопкалит от паров воды в динамическом режиме. Показано, что осушитель на основе композиционного сорбционно-активного материала не уступает по защитным свойствам осушителю КГ и обеспечивает эффективную работоспособность гопкалита в заданных условиях применения.
Для цитирования:
Самонин В.В., Подвязников М.Л., Спиридонова Е.А., Хрылова Е.Д., Хохлачев С.П., Гарабаджиу А.В. Получение композиционных сорбционно-активных материалов состава «технический углерод – глинистый материал» из техногенных отходов. Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва). 2022. Т. LXVI. № 3. С. 61-69. DOI: 10.6060/rcj.2022663.9.
Литература
Smychagin E.O., Shutov R.I. Analysis, evalution of the quantity and methods of utilization of exhausted car covers. Scientific Proceedings of KubSTU (Nauchnych trudov kubGTU). N 3. P. 960–966. (in Russia).
Kramer S.M., Terekhova M.V., Artamonova I.V. Adsorption of phosphate ions on red sludge. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2016. V. 80. N 8. P. 80–83. (in Russia).
Farberova E.A., Tingaeva E.A., Chuchalina A.D., Ko-beleva A.R., Maksimov A.S. Obtaining granulated active carbon from waste plant materials. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2018. V. 61. N 3. P. 51–57. (in Russia).
Fedoseev I.V., Barkan M.Sh., Prokhotsky Yu.M., Laskina N.E., Loginova A.Yu. Technology of utilization of used rubber products ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2013. V. 56. N 2. P. 117–120. (in Russia).
Barankov C.N., Khokhlova G.P., Vershinin S.N., Samarov A.V. Carbon sorbents produced from truck tires. Coke and Chemistry. 2015. V. 58. N 4. P. 150–152. DOI: 10.3103/S1068364X1504002X.
Perederii M.A., Tsodikov M.V., Malikov I.N., Kurakov Y.I. Carbon sorbents from waste crumb tires. Solid fuel chemistry. 2011. V. 45. N 2. P. 102–109. DOI: 10.3103/S0361521911020078.
Yue. Z., Economy J. Synthesis of higly mesoporous carbon pellets from carbon black and polymer binder be chemical activation. Microporous and mesoporous materials. 2006. N 96. P. 314–320. DOI: 10.1016/j.micromeso.2006.07.025.
Kim Y., Bae J., Park H., Suh J.-K., You Y.-W., Choi H. Adsorption dynamics of methyl violet onto granulated mesoporous carbon: Facile synthesis and adsorption kinetics. Water Research. 2016. N 101. P. 187–194. DOI: 10.1016/j.jes.2019.09.008.
Kugatov P.V. Use of porous carbon materials as carriers for catalysts. Bashkir chemical journal. 2011. V. 18. N 1. P. 98–105. (in Russia).
Alykov N.M., Abuova G.B., Menkeev O.A., Zui N.K., Lobanov S.V., Alykova A.E., Sakhnova V.A., Obedkova O.A. Adsorption of organic substances from water by the OBR-1 sorbent. Esstestvennye nauki. 2009. N 1. P. 11–17. (in Russia).
Alykov N.M., Lobanov S.V., Menkeev O.A., Nguen K.Z. Sorption of aromatic amines and oil from water using OBR-1 sorbents. Geology, geography and global energy. 2011. N 1. P. 69–73. (in Russia).
Novikova Yu.A., Korsakov V.G. Structure and functional composition of the surface of cambrian clay as influ-enced by modification condittions. Journal of Applied Chemistry. 2003. V. 76. N 4. P. 536–540.
Keltsev N.V. Fundamentals of adsorption technology. M.: Chemistry, 1983. 511 p. (in Russia).
GOST 17219-71. The coals are active. Method for determining the total pore volume in water. VVD. 1973. M. : Publishing house of standards. 1988. 4 p.
Ganeev A.A., Zenkevich I.G., Kvartsova L.A. Analytical chemistry. Methods for the separation of substances and hybrid methods. St. Petersburg: Lan, 2022. 332 p. (in Russia).
GOST 12.4.160-90. Means of individual protection of respiratory organs filtering. Method for determining the time of the protective action of filter-absorbing boxes for carbon monoxide. Vedas. 1991-01.01. M.: Publishing house of standards. 2004. 8 p. (in Russia).
Boronev M.P., Subbotina E.S., Kurmaeva A.A., Kardasheva Y.S., Karakhanov E.A., Maksimov A.L. Platinum and palladium nanoparticles in modified mesoporous phenol – formaldehyde polymers as hydrogenation catalysts. Petroleum Chemistry. V. 56. N 2. P. 109–120. DOI: 0.1134/S0965544116020055.
Kovalenko G.A., Chuenko T.V., Perminova L.V., Rudina N.A. Synthesis nanostructured carbon on Ni catalysts supported on mesoporous silica, preparation of carbon-containing adsorbents, and preparation and study of li-paseactive biocatalysts. Kinetics and catalysis. 2016. V. 57. N 3. P. 394–403. DOI: 10.1134/S002315841603006X.
Onishenko M.I., Tyablikov I.A, Knyazeva E.E., Chernyshev V.V., Yatsenko A.V., Romanovsky B.V. Modifica-tion of MCM-41 and SBA-15 mesoporous silicas by imidazolium liquids. Russian journal of physical chemistry. 2013 V. 87. N 1. P. 108–113. DOI: 10.1134/S0036024413010159.
Spiridonova E.A., Rotko. V.O., Samonin V.V., Podvyaznikov M.L. The influence of the sequence of application of modifying components on the protective properties of a chemical ammonia absorber. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2021. V. 57. N 1. P. 45-51. DOI: 10.1134/S2070205121010184.
GOST 12.1.005-88. Occupational safety standards system. General sanitary requirements for working zone air. Ved. 1989-01-01. M.: Standartinform. 2008. 56 p. (in Russia)
GOST 12.4.122-83. Occupational safety standards system. All service canisters for protective masks. Specifica-tion. Ved. 1984-01-01. M.: Publishing house of standards. 2003. 8 p. (in Russia).
