Сибирский федеральный университет

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2022

Идентификатор DOI: 10.15372/KhUR2022411

Ключевые слова: coal, carbonization, sorbents, specific surface area, pore volume, potassium hydroxide, каменный уголь, карбонизация, сорбенты, удельная поверхность, объем пор, гидроксид калия

Аннотация: Углеродные сорбенты получены при различных соотношениях уголь/щелочь из углей Каа-Хемского, Межегейского и Элегестского месторождений. Установлено, что для данных образцов углей на стадии активации необходимо использовать массовое соотношение уголь/щелочь, равное 1 : 3 или 1 : 4. Избыточная концентрация щелочи снижает текстурные характеристики. Методами ИК-спектроскопии и термогравиметрии показано, что в результате щелочной обработки в углях происходят химические изменения молекулярной структуры: увеличивается содержание кислородсодержащих фрагментов, уменьшается количество углерода в ароматических структурах и, как следствие, снижается спекаемость. Выявленo значительное снижение конечной температуры и сужение интервала основного разложения органической массы угля, изменение профиля кривых потери массы в области температур 500-750 °С, соответствующей зоне разложения ароматических структур углей. Определены физико-химические закономерности формирования материалов и оптимальные условия, обеспечивающие получение сорбентов с высокими текстурными характеристиками из спекающихся углей. На основании исследований адсорбционных характеристик (по йоду и метиленовому голубому) образцов сделан вывод о целесообразности использования полученных углеродных сорбентов для очистки промышленных сточных вод от органических загрязнителей (фенол, пиридин и др.). Carbon sorbents were obtained at different ratios of coal/alkali from coals of the Kaa-Khem, the Mezhegey and the Elegest deposits. It is established that the necessary mass ratio of coal/alkali for these coal samples at the activation stage is 1 : 3 or 1 : 4. The excess alkali concentration worsens textural characteristics. It is shown by means of IR spectroscopy and thermogravimetry that alkaline treatment causes chemical changes in the molecular structure: the content of oxygen-containing fragments increases, the amount of carbon in aromatic structures decreases, which causes a decrease in caking capacity. The revealed features include a significant decrease in the final temperature and narrowing of the interval of the main decomposition of the coal organic mass, changes in the mass loss curves within the temperature range of 500-750 °C, corresponding to the zone of decomposition of the aromatic structures in coal. Physicochemical regularities of material formation and optimal conditions providing the production of sorbents with high texture characteristics from sintering coals were determined. On the basis of the studies of adsorption characteristics of the samples (for iodine and methylene blue), it is concluded that it is reasonable to use the obtained carbon sorbents for the purification of industrial wastewater from organic pollutants (phenol, pyridine, <i>etc</i> .).

Журнал: Химия в интересах устойчивого развития

Выпуск журнала: Т. 30, № 5

Номера страниц: 534-542

ISSN журнала: 08698538

Место издания: Новосибирск

Издатель: Сибирское отделение РАН, Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН, Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН

• МОНГУШ ГРИГОРИЙ РОМАНОВИЧ (Тувинский институт комплексного освоения природных ресурсов СО РАН)
• БАРАНОВА МАРИНА ПЕТРОВНА (Красноярский аграрный университет)
• САПЕЛКИНА ТАТЬЯНА ВЛАДИМИРОВНА (Тувинский институт комплексного освоения природных ресурсов СО РАН)

• Ядро РИНЦ (eLIBRARY.RU)