Изучение строения пористых углеродных материалов, полученных пиролизом микрокристаллической целлюлозы из древесины березы | Научно-инновационный портал СФУ

Изучение строения пористых углеродных материалов, полученных пиролизом микрокристаллической целлюлозы из древесины березы

Перевод названия: Studies of the Structure of Porous Carbon Materials Obtained by Pyrolysis of Microcrystalline Cellulose from Birch Wood

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2015

Идентификатор DOI: 10.15372/KhUR20150502

Ключевые слова: birch wood, delignification, microcrystalline cellulose, pyrolysis, porous carbon material, yield, structure, древесина березы, делигнификация, микрокристаллическая целлюлоза, пиролиз, пористый углеродный материал, выход, строение

Аннотация: Проведен подбор оптимальных условий получения микрокристаллической целлюлозы (МКЦ) делигнификацией древесины березы пероксидом водорода в присутствии сернокислотного катализатора для получения МКЦ с низким содержанием лигнина и гемицеллюлоз. Методами ИКС, РФА, ДТА-ДСК, РФЭС, СЭМ и элементного анализа изучена эволюция МКЦ в пористые углеродные материалы (ПУМ) в процессе пиролиза в интервале температур 200-800 °С. Установлено, что в зависимости от конечной температуры пиролиза и скорости нагрева выход и удельная поверхность твердых продуктов пиролиза варьируют в пределах 97.3-18.3 мас. % и 1-473 м2/г соответственно. Наиболее значительные потери массы МКЦ наблюдаются в интервале температур пиролиза 300-400 °С. Увеличение скорости нагрева при пиролизе МКЦ снижает выход ПУМ и способствует развитию их пористой структуры. В интервале температур пиролиза 400-500 °С МКЦ подвергается только частичной карбонизации, а твердые продукты находятся в виде углеродных волокон и клубков целлюлозы. Optimal conditions were chosen for obtaining microcrystalline cellulose (MCC) by means of birch wood delignification by hydrogen peroxide in the presence of sulphuric catalyst for the purpose of obtaining MCC with low lignin and hemicellulose content. The evolution of MCC into porous carbon materials (PCM) during pyrolysis within temperature range 200-800 °C was studied by means of IR spectroscopy, XPA, DTA-DSC, XPES, SEM and elemental analysis. It was established that depending on the final pyrolysis temperature and heating rate, the yield and specific surface of solid pyrolysis products vary within the range 97.3-18.3 mass % and 1-473 m2/g, respectively. The most substantial loss of MCC mass is observed within pyrolysis temperature range 300-400 °С. An increase in heating rate during MCC pyrolysis causes a decrease in PCM yield and promotes the development of its porous structure. With pyrolysis temperature range of 400-500 °С, MCC undergoes only paprtial carbonization, while solid products are present in the form of carbon fibres and cellulose clews.

Ссылки на полный текст

Издание

Журнал: Химия в интересах устойчивого развития

Выпуск журнала: Т. 23, 5

Номера страниц: 515-521

ISSN журнала: 08698538

Место издания: Новосибирск

Издатель: Федеральное государственное унитарное предприятие Издательство Сибирского отделения Российской академии наук

Авторы

Вхождение в базы данных

Информация о публикациях загружается с сайта службы поддержки публикационной активности СФУ. Сообщите, если заметили неточности.

Вы можете отметить интересные фрагменты текста, которые будут доступны по уникальной ссылке в адресной строке браузера.