Көміртекті сорбенттерді активтеу

Жұмыс түрі: Диссертация
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 66 бет
Таңдаулыға:

-ҚР БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

ӘЛ-ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

“ЭКОЛОГИЯ” МАМАНДЫҒЫ БОЙЫНША

ЖАЛПЫУНИВЕРСИТЕТТІК МАГИСТРАТУРА

МАГИСТРЛІК ДИССЕРТАЦИЯ

ӨНДІРІСТІК АҒЫНДЫ СУЛАРДЫ ТАЗАЛАУ ҮШІН ҚОЛДАНЫЛАТЫН СОРБЕНТТЕРДІ ЖАҢА ӘДІСПЕН АЛУ

Орындаушы:

2-курс магистранты

Ғылыми жетекшілері:

х. ғ. д, профессор, ҚР мемлекеттік Мансуров З. А.

сыйлығының Лауреаты

Техн. ғ. д, профессор, ҚР мемлекеттік Баешова А. Қ.

сыйлығының Лауреаты

Норма бақылаушы:

а/ш. ғ. к, доцент Рыспеков Т. Р.

Қорғауға жіберілді

Жалпы химия және

химиялық экология

кафедрасының меңгерушісі,

х. ғ. к., доцент Төреғожина Ж. Р.

«___» 2010 ж.

Алматы, 2010 ж

РЕФЕРАТ

Диссертацияның құрылымы мен көлем і . Диссертациялық жұмыс кіріспеден, әдеби шолудан, тәжірибелік бөлімнен, нәтижелер мен оларды талқылаудан, қорытындыдан, пайдаланылған әдебиеттер тізімінен тұрады. Диссертациялық жұмыс материалы 64 беттен, 24 суреттен, 3 кестеден және 71 пайдаланынған әдебиеттер тізімінен тұрады.

Түйін сөздер : СОРБЕНТТЕР, МЕНШІКТІ БЕТТІК АУДАН, КАРБОНИЗДЕУ, КАРБОНИЗДЕЛГЕН СОРБЕНТТЕР, КҮРІШ ҚАУЫЗЫ, КӨМІРТЕК МӨЛШЕРІ, СОРБЦИЯ.

Жұмыстың мақсаты мен міндеттері. Жұмыстың мақсаты өсімдіктекті шикізаттан жаңа әдіспен сорбенттер алу және оны өндірістік ағынды суларды ауыр металл иондарынан тазалауда қолдану.

Осыған байланысты төмендегідей міндеттер қойылды:

Күріш қауызынан көміртекті сорбенттерді алу әдісін жасау;
Алынған карбонизделген сорбенттерді қазіргі кездегі физика-химиялық әдістермен зерттеу;
Карбонизделген сорбенттердің сорбциялық қасиеттерін зерттеу.

Ғылыми жаңалығы. Фосфорилизациялау әдісін қолдану нәтижесінде сорбенттердің меншіктік беттік ауданы артатыны көрсетілген.

Зерттеу әдістері . Карбониздеу методикасы, алынған үлгідегі көміртек мөлшерін анықтау әдісі, карбониздеу процесіндегі үлгі шығымын анықтау, көміртектенген үлгінің меншікті беттік ауданын газохроматографиялық әдіспен анықтау, ИҚ-спектроскопия әдісі, электрондық микроскопия әдісі, металл иондарын сорбциялау әдісі, КҚ-ын сілітілік өңдеу (десиликация), қызылша және сия пигментінің сорбциясы, атомды-адсорбциялық әдіс.

Жұмыстың тәжірибелік құндылығы. Өсімдік шикізатының қалдықтары негізінде жоғары сорбциялық сиымдылыққа ие карбонизделген сорбенттер алу тәсілдері жасалды. Алынған сорбенттерді ағынды суларды ауыр металл иондарынан тазалау процесінде қолдануға болатындығы анықталды.

Жарияланымдар. Жұмыстың нәтижелері бойынша 2 мақала және 4 тезис жарияланды.

РЕФЕРАТ

Объем и структура диссертации . Диссертация состоит из в ведения, обзора литературы, экспериментальной части, результатов и их обсуждения, выводов, списка использованной литературы. Общий объем диссертации составляет 64 страниц машинописного текста, включает 24 рисунков, 3 таблиц. Список использованной литературы содержит 71 наименований.

Ключевые слова : СОРБЕНТЫ, УДЕЛЬНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ, КАРБОНИЗОВАННЫЕ СОРБЕНТЫ, РИСОВАЯ ШЕЛУХА, СОДЕРЖАНИЕ УГЛЕРОДА, СОРБЦИЯ.

Цель и задачи работы. Целью работы является разработка нового способа получения сорбента из сырья растительного происхождения и применение его для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов.

В соответствии с этим, были поставлены следующие задачи:

Получение углеродного сорбента на основе рисовой шелухи;
Полученные карбонизованные сорбенты изучить с применением современных физико-химических методов исследования;
Изучение сорбционных свойств карбонизованных сорбентов.

Научная новизна. Показано возможность повышения удельной поверхности сорбентов при использовании способа фосфорилизации.

Методы исследования . Карбонизация, метод определения содержания углерода, метод определения удельной поверхности зауглероженных образцов, электронно-микроскопическое исследование, методика ИК-спектроскопии, атомно-адсорбционный метод, щелочная обработка (десиликация) образца РШ, сорбция чернильного и свекольного пигмента, Сорбция ионов метала.

Практическая значимость работы. Разработан метод получения карбонизованного сорбента на основе растительного сырья, обладающего хорошими адсорбционными свойствами. Изучены физико-химические характеристики полученных карбоизованных сорбентов. Показано, что полученные сорбенты можно использовать для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов.

Публикации . По результатам работы опубликовано 2 статьи и 4 тезиса.

ҚЫСҚАРТЫЛҒАН СӨЗДЕР ТІЗІМІ

ККМ

кеуекті көміртекті материалдар

ККМ: КМЕ

-: -

кеуекті көміртекті материалдар: көміртекті молекулалы електер

ККМ: ГЖҚ

-: -

кеуекті көміртекті материалдар: грек жаңғағының қабығы

ККМ: АК

-: -

кеуекті көміртекті материалдар: активті көмір

ККМ: КҚ

-: -

кеуекті көміртекті материалдар: күріш қауызы

ККМ: ИҚ

-: -

кеуекті көміртекті материалдар: инфрақызыл

ККМ: ШЖК

-: -

кеуекті көміртекті материалдар: шекті жіберілетін концентрация

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ

: I

КІРІСПЕ: ӘДЕБИ ШОЛУ

6: 8

: 1. 1

КІРІСПЕ:

Табиғи шикізаттардан сорбенттерді карбонизациялау

арқылы алу

6: 8

: 1. 2

КІРІСПЕ: Суды ауыр металдар иондарынан тазалау үшін қолданылатын сорбенттер

6: 18

: 1. 3

КІРІСПЕ: Сорбенттер - сорбциялық процестердің теориялық негізі.

6: 20

: 1. 4

КІРІСПЕ: Көміртекті сорбенттерді активтеу

6: 21

: 1. 5

КІРІСПЕ: Металдар-адамзат өркениетінің негізі

6: 26

: 1. 6

КІРІСПЕ: Судың химиялық компоненттерінің санитарлы-токсилогиялық сипаттамасы

6: 29

: II

КІРІСПЕ: ЭКСПЕРИМЕНТТІК БӨЛІМ

6: 36

: 2. 1

КІРІСПЕ: Карбониздеу әдістемесі

6: 36

: 2. 2

КІРІСПЕ: 800°C температурада карбонизделген күріш қауызын қышқылды-сілтілік өңдеуден өткізу.

6: 36

: 2. 3

КІРІСПЕ: КҚ-ын сілітілік өңдеу (десиликация)

6: 37

: 2. 4

КІРІСПЕ: Пиролиздік фосфорилизациясы және қышқылдық активациясымен КҚ сілтісіздендіру жолымен көміртекті сорбенттердің күтілетін синтезі

6: 37

: 2. 5

КІРІСПЕ: Алынған үлгідегі көміртек мөлшерін анықтау әдісі

6: 37

: 2. 6

КІРІСПЕ: Карбониздеу процесіндегі үлгі массасының өзгерісін анықтау

6: 38

КІРІСПЕ: Физика-химиялық әдістер

6: 38

: III

КІРІСПЕ: НӘТИЖЕЛЕР ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ТАЛҚЫЛАУ

6: 40

: 3. 1

КІРІСПЕ: Әртүрлі жолмен алынған күріш қауызы негізіндегі сорбенттердің физика-химиялық қасиеттері

6: 40

: 3. 2

КІРІСПЕ: Карбонизделген үлгінің меншікті беттік ауданын зерттеу

6: 43

: 3. 3

КІРІСПЕ: Үлгілерді ИҚ-спектроскопиялық әдіспен зерттеу

6: 44

: 3. 4

КІРІСПЕ: Карбонизделген сорбенттерді электронды-микроскопия әдісімен зерттеу

6: 45

: 3. 5

КІРІСПЕ: Қызылша және сия пигментінің сорбциясы

6: 50

: 3. 6

КІРІСПЕ: Карбонизделген күріш қауызы негізіндегі көміртекті материалдар

6: 55

КІРІСПЕ: ҚОРЫТЫНДЫ

6: 58

КІРІСПЕ: ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

6: 59

КІРІСПЕ

Жұмыстың өзектілігі : Қоршаған ортааға тигізілетін техногенді жүктемні төмендету мақсатында әртүрлі агрегаттық қүйдегі қалдықтарды кешенді өңдеу қазіргі заманның өзекті мәселелерінің бірі болып табылады.

Қазіргі кезде ауыр металл иондарымен ластанған өндірістік ағынды суларды тазалау шешілмей келе жатқан мәселелердің бірі. Судағы ауыр металл иондарының шекті жіберілетін концентрациясы (ШЖК) мөлшерінен артуы қоршаған ортаға елеулі зиян келтіреді. Сынап және кадмий сияқты металдар ерекше қауіпті, өйткені олар іс жүзінде биологиялық объектілерден шығарылмайды. Сонымен қатар, мыс, қорғасын, темір, никель және мырыш сияқты металдар да қауіпті, себебі қарапайым канализациялық құбырларға түскенде, олар тазартқыш жүйені бұзады және су қоймасын улайды.

Қол жетімді табиғи және өсімдіктекті шикізатты қолданып, әсер ету спектрі кең арзан эффективті сорбирлеуші материалдарды жасау суды тазалау мәселесін шешудің ең перспективті жолдарының бірі болып табылады. Көміртекті адсорбенттерді газды және сұйық орталардан бағалы заттарды бөліп алуда және зиянды қоспалардан тазарту процестерінде, мұнай өңдеуде, химиялық процестерде, шарап жасауда, май өндірісінде, ағынды өндірістік суларды тазалауда, өндірістен шығарылатын газдардан улы газдарды бөліп алуда және өндірістің басқа салаларында да кеңінен қолданылады.

Көміртекті адсорбенттерді органикалық шикізаттардың барлық түрінен пиролиздеу арқылы алуға болады. Солардың бірі өсімдік шикізаттары және олардың қалдықтары болып келеді. Шикізат ретінде әртүрлі жеміс дәнектерін, әртүрлі жаңғақ қабықтарын, ағаш түрлерін және басқа да ауыл шаруашылық өсімдіктерін өңдеуден кейінгі қалдықтарын, күріш ұнтағы мен қауызын, бидай қалдықтарын және т. с. с. алуға болады.

Жұмыста күріш өндірісінің қалдығы болып табылатын күріш қауызы пайдаланылды. Күріш өндірісінің көп тонналы қалдықтары да өз алдында әртүрлі сұйық орталарды тазалау үшін арзан сорбент ретінде қолданыла алады немесе олардан сорбциялық сипаттамалары жоғары көміртек-, кремний- және фосфор құрамды материалдар алуда қолданылады.

Ауыл шаруашылығының қалдықтары мен өсімдік негізіндегі сорбенттер арзан, кеуектілігі жоғары, беттік ауданы үлкен, құрамында минералды қоспалар аз кездеседі, сондықтан олар өте қолайлы болып келеді. Олардың өндірісі экологиялық таза болып табылады. Өндіріс талаптарына сай келетін сорбенттерге деген қажетілік сорбенттерді алудың жаңа әдістерін алуға мүмкіндік туғызады. Мұндай сорбенттер бірнеше рет қолдану мүмкіндігімен ерекшеленеді. Алу технологиясы қарапайым болып келеді.

Осыған байланысты төмендегідей міндеттер қойылды:

Күріш қауызынан көміртекті сорбенттерді алу әдісін жасау;
Алынған карбонизделген сорбенттерді қазіргі кездегі физика-химиялық әдістермен зерттеу;
Карбонизделген сорбенттердің сорбциялық қасиеттерін зерттеу.

Зерттеу нысандары: әртүрлі әдіспен өңделген күріш қауызы.

Зерттеу әдістері . Карбониздеу методикасы, Алынған үлгідегі көміртек мөлшерін анықтау әдісі, карбониздеу процесіндегі үлгі шығымын анықтау, көміртектенген үлгінің меншікті беттік ауданын газохроматографиялық әдіспен анықтау, ИҚ-спектроскопия әдісі, электрондық микроскопия әдісі, металл иондарын сорбциялау әдісі, КҚ-ын сілітілік өңдеу (десиликация), қызылша және сия пигментінің сорбциясы, атомды-адсорбциялық әдіс.

Жұмыстың тәжірибелік құндылығы . Өсімдік шикізатының қалдықтары негізінде жоғары сорбциялық сиымдылыққа ие карбонизделген сорбенттер алу тәсілдері жасалды. Алынған сорбенттерді ағынды суларды ауыр металл иондарынан тазалау процесінде қолдануға болатындығы анықталды.

Публикациялар. Жұмыстың нәтижелері бойынша 2 мақала және 4 тезис жарияланды. 1) Тусупбекова А. А., Жылыбаева Н. К. Карбонизделген күріш қауызы негізіндегі көміртекті материалдарды алу // II Международный конгресс студентов и молодых ученых. «Мир науки» Казахстанские химические дни-2008, Алматы, 21-25 апреля 2008. 2) Тусупбекова А. А., Мансуров З. А., Баешова А. Қ., Жылыбаева Н. К. Күріш қауызы негізінде карбонизделген сорбенттерді алу және қасиеттерін зерттеу // Әл-Фараби атындағы ҚазҰУ 75-жылдығына арналған жас ғалымдар мен студенттердің “Ғылым әлемі” атты ІІІ Халықаралық конгресі-2009, Алматы, 23-30 сәуір 2009ж. 3) Тусупбекова А. А., Мансуров З. А., Баешова А. Қ. Ағынды суларды ауыр металдардан тазалау үшін қолданылатын сорбенттерді жаңа әдіспен алу // “Интеллектуалды қарқын және инновация” ұраны мен жүргізілген “Ғылым әлемі” атты студенттер мен жас ғалымдардың Халықаралық конференциясы-2010, Алматы, 19-22 сәуір 2010ж. 4) Тусупбекова А. А., Мансуров З. А. Ә ртүрлі нанокөміртекті материалдардың ағызынды суларды тазалаудағы сорбциялық қасиеттерін салыстыру // Хабаршы, “Коллоидтар және беттер” атты ғылыми конференция, Алматы қаласы - 2010 ж 5) Азат С., Тусупбекова А. А., Такен А., Макашев Б, Бийсенбаев М. А., Мансуров З. А. Ағынды суларды көміртектенген сорбенттер көмегімен тазарту // Первый международная научно-техническая конференция «Современное состояние и проблемы инженерной экологии, биотехнологии и устойчивого развития» Алматы-2010. 6) Тусупбекова А. А. Суды ауыр металл иондарынан өсімдік негізіндегі сорбенттермен тазалау // Әл-Фараби атындағы ҚазҰУ-дың 75 жылдығына арналған «Экологиялық білім беруді дамытудағы инновациялық үрдістер» атты халықаралық конференция-2009, Алматы, 28-29 мамыр 2009ж.

I ӘДЕБИ ШОЛУ

1. 1 Табиғи шикізаттардан сорбенттерді карбонизациялау арқылы алу

Қазіргі кезде көміртекті сорбенттердің қолданылуының негізгі бағыттары газды және сұйық орталарда концентрлеу, бөліп алу және адсорбциялық тазалаудың технологиялық процестерімен байланысты болып келеді. Сонымен бірге энергетика және өндірістік кәсіпорындардан ауаға шығарылатын газдарды тазалаудың, ауыз су және ағын суларды ауыр металл иондарынан, органикалық қосылыстардан тазалаудың экологиялық мәселесін шешуде көміртекті сорбенттердің рөлі артып отыр. Көміртекті сорбенттерді медицинада және фармацевтикада қолдану облысы да кеңейіп отыр. Мысалға, медицинада көміртекті гемосорбентті науқастың қанын тазалау үшін қолданса, ал энтеросорбентті ағзадағы зиянды заттар мен микробтардан тазалау мақсатында пайдаланады [1] .

Дәстүрлік емес шикізаттар әлі өндірісте кең қолдану таппаған әртүрлі жеміс (шабдалы, шие, жүзім, өрік, алша) дәнектері мен сүйектері, сонымен бірге әртүрлі жаңғақ қабықтары болуы мүмкін және олар қазіргі уақытта өндірістердің қалдықтары болып табылады. Еуропаның бірқатар өндірушілері Жерорта теңіз елдеріндегі зәйтүн май өндірісінің қалдығы болып табылатын зәйтүн дәнегі, сүйегі мен орман жаңғағынан, сонымен қатар кокостың қабығынан берік активті көмір алады [2] .

Өсімдік қалдықтарын көміртектендіре отырып алынған сорбенттердің сорбциялық қасиеттері жақсы, алу технологиясы қарапайым болып келеді. Сондықтан соңғы жылдары жеміс сүйектерінен және әртүрлі жаңғақ қабықтарынан алынатын [3, 4] көміртекті сорбенттерге деген қызығушылық артуда, себебі бұл материалдар активті көмір алу үшін қолданылатын синтетикалық полимер мен табиғи көмір сияқты дәстүрлік материалдарға қарағанда айтарлықтай арзан. Бірақ грек жаңғағының қабығынан және жеміс дәнектері мен дәнек сүйектері шикізатынан алынған активті көмірдің құрылымдық-сорбциялық сипаттамасын жақсарту және дайын өнімнің шығымын арттыру жолы туралы өзекті сауал бұрынғыша қалып отыр [5] .

Активті көмір алу үшін қолданылатын бастапқы шикізаттарды, яғни органикалық материалдарды негізінен 3 топқа бөлуге болады:

1) өсімдік және жануар негізіндегі шикізаттар, сонымен қатар ағаш үгінділері, ағаш өнімдері, қағаз өндірісінің қалдықтары, жемістердің сүйектері, былғары өндірісінің қалдықтары, жануарлардың қаны мен сүйектері және т. б. ;

2) минералды шикізаттар, әсіресе, торф, тасты және қоңыр көмір, антрацит, тасты көмірдің жақпасы, шайыр, кокс, мұнайдың қайта айдалған өнімдері және т. б. ;

3) синтетикалық шайырлар мен полимерлер.

Дайындалған шикізатты ауа қатысынсыз 400-600˚С температурада термиялық өңдеу арқылы, яғни карбонизациялау процесі нәтижесінде активті көмір алынады. Карбонизация нәтижесінде алынған көмірдің сорбциялық белсенділігі жеткілікті жоғары болмауы мүмкін, себебі олардың кеуектілігі әлсіз жетілген немесе пиролиздің жоғары молекулалық өнімдерімен (шайыр) блокталған болуы мүмкін. Сондықтан көп жағдайда активтеуді қажет етеді. Карбонизация өтуінің сипаттамасы және алынған активтелген көмір қасиеті бастапқы шикізаттың табиғатына және термиялық өңдеу режиміне айтарлықтай тәуелді болатыны белгілі. Мысал ретінде [6] -жұмыста жазылған ағаш материалдарының карбонизация процесінің физико-химиялық ерекшеліктерін қарастыруға болады.

Сонымен бірге бөлшектердің өлшемдері 0, 1-2, 0 мм болатын жеміс дәнектері мен жаңғақ қабықтары негізінде алынған модифицирленген активті көмір құрамды сорбенттерді алу әдістері белгілі [7] . Мұндай сорбенттер бөлшектерінің сипаттамалары төмендегідей: микрокеуек көлемі (см ³ /г) - 0, 15-120, мезокеуек - 0, 20-0, 50, макрокеуек - 0, 25-1, 50; меншікті беттік ауданы 500-1000 м ² /г. Бұл сорбенттерді жеміс дәнектері мен жаңғақ қабықтарын алдын-ала 260-900˚C температурада 0, 5-120 сағат бойы карбониздеп, содан кейін активтеу арқылы алған. Өсімдік қалдықтары негізінде көміртектендірілген үлгілердегі көміртектің мөлшері 86-92%-ды құрайды [8] .

Карбониздеу температурасының өсуіне байланысты үлгілердегі көміртек мөлшері өседі, ал сутек пен оттек мөлшері азаяды. Бұл құбылысты өсімдік құрамындағы жеңіл органикалық қосылыстар мен судың булануымен түсіндіріледі.

Сол секілді ағаш термиялық ыдырау нәтижесінен газдардың қалыпты жағдайда , сол секілді су, жеңіл органикалық қоспалардың ұшып шығуынан ағаш көмірі алынады. Температура өскен сайын жеңіл буланатын заттар шығымы жоғарлайды да көмір қалдығы азаяды. Оптималды жағдайда қатты заттың азаюы кеуектіліктің өсуіне эквивалентті болып келеді. Көлемге және кеуек өлшемдерінің таралуына, сол секілді активтеу жылдамдығына, реакция жүру жағдайына бастапқы материал мен оны алдын-ала дайындау әдісі қатты әсер етеді. Ағашты пиролиздеу кезінде жеңіл ұшатын компоненттер жоғалуы 60-65% құрайды.

Грек жаңғағының қабығы негізіндегі активті көмір меншікті беттік ауданы 250 м ² /г-нан 780м ² /г-ға дейін өседі, жүзім дәнегі негізіндегі карбонизделген үлгінің меншікті беттік ауданы - 200 м ² /г-нан 500м ² /г-ға дейін, ал кедр жаңғағының негізіндегі карбонизделген үлгінің меншікті беттік ауданы - 92м ² /г-нан 500м ² /г-ға дейін өседі [9] .

Карбонизделмеген бастапқы материалдарды химиялық активтеу процесінде жоғарғы активті және салыстырмалы кең микрокеуекті көмір алынады. Бірақ олар қолданған кезде дайындау процесінде бейорганикалық қоспалармен ластанған болып келеді. Егер сол бастапқы материал, мысалы, ағаш болса, оны алдымен пиролиздеп, содан кейін су буымен активтендіру арқылы кеуекті құрамында басқа қоспалары жоқ өнімдер алуға мүмкіндіктер берді [9] .

Багреев А. А., Ледовских А. В., Тарасенко Ю. А. және бірқатар авторлар [10-14] активті көмірді кокос жаңғағының қабығы негізінде алады. Мұндай жолмен алынған активті көмірлер жоғары беріктілігімен және өте жұқа кеуектілігімен ерекшеленеді. Оларды газға қарсы қолдану материалдарында (атап айтқанда газқағар) қолданылады.

Орман жаңғағының қабығы мен дәнекті жемістерден активті көмір алу жұмыстарының нәтижесінде жоғары беттік ауданға, кеуектілікке ие өнімдер алуға болатыны белгілі [12] .

Көптеген жұмыстарда активтелген көмірді әртүрлі жеміс дәнектерінен, атап айтқанда, зәйтүн, жүзім, қара немесе сары өрік, шие, шабдалы дәнектерінен, сүйектерінен және әртүрлі жаңғақ қабықтарынан, яғни, грек, кокос, орман жаңғақтарынан, сол секілді қайың, терек қабықтарын синтездеу арқылы алынған. Қорытындылай келе, алынған композициялардың сорбциялық қасиеттері жоғары, алу жолдары жеңіл, арзан, қарапайым болып келуі олардың қолдану обылысын кеңейтуге мүмкіндіктер беретіндігін көруге болады.

Кеуекті құрылыс параметрін жақсарту және шығымды өсіру мақсатында целлюлозалы материалдарға әсерлесудің бірден бір әдісі ретінде олардың негізінде алынатын активті көмірдің тотығуының алдын алуы болып табылады [15, 16] . Термоөңдеу кезінде материалды құрылымдауға қатысатын, полимердің элементар буындарының құрамына кіретін және оның артық мөлшерінен полимердің толық жануы жүретін оттектің агент ретінде қарастыру қажет.

Көміртекті материалдардың молекулалық құрылымының түзілуін анықтайтын молекулааралық және перпендикуляр ішкі байланыстар соңғы жағдайда оттегі аралық көпіршелерді түзуіне жағдай жасайды [4] . Практикалық мәселелерді шешуде адсорбенттерді таңдау оның кеуекті құрылымы маңызды рөл атқарады. Сорбенттерді дұрыс таңдау үшін ең алдымен берілген сорбаттардың молекулалық радиустарының өлшемдері бойынша оған тән кеуектердің бөлінуі жақсы сәйкес келетініне және сорбенттің түйіршіктеріне бұл заттар жеткілікті тез және терең өтуін қамтамасыз ететінін білу қажет.

Ережеге сәйкес, сорбенттердің кеуекті құрылымының толық талдау физикалық және физико-химиялық әдістердің, атап айтқанда, оптикалық және электрондық микроскопия, рентген-құрылымды талдау, адсорбциялық әдістер (газды фаза мен ерітінділердің адсорбциясы әдісі), гидродинамикалық әдіс және сынапты порометрия әдістері (Бутырин, 1976) кешенін қолдану арқылы жүзеге асады.

Қазіргі уақытта кеуектердің өлшемдері бойынша жалпы қабылданған классификациялауда (Дубин, 1971-1972) микрокеуектер, мезокеуектер және макрокеуектер болып бөлінеді. Микрокеуектерге радиусы 15 Å аспайтын кеуектер кіреді. Микрокеуектердегі адсорбциялық потенциал көршілес қабырғалардың адсорбциялық потенциалдарының жиналу есебінен біршама жоғары болады. Сондықтан микрокеуектер енуге қабілетті молекулаларға адсорбциялық ұқсастық мезо- және макрокеуектерге бекітілетін молекулалармен салыстырғанда біршама жоғары болады [17] .

Микрокеуекті активті көмірлер биологиялық сұйықтықтардан молекулалық массасы үлкен емес өнімдерді, әсіресе, креатинді, алифатты оксиқышқылдарды, аминоқышқылдарды, мочевина қышқылдарын және т. б., тазалау мақсатында орынды қолданылады. Осы түрдің жеткілікті біртекті кеуекті сорбенттерін қолдану активті көмірлерде сорбция селективтілігінің мәселесін біраз мөлшерде шешеді [6] .

Активті көмірлерді әртүрлі көміртекті шикізаттардан карбонизацияланбаған түрде немесе кокс және көмір формасы негізінде алады. Карбонизациялау кезінде бастапқы материал сәйкес жағдайларда селективті термиялық өңдеуге ұшырайтындығы негізгі принципі болып табылады. Нәтижесінде көптеген кеуектер, саңылаулар, жарықтар түзіледі және алынған материалдың масса бірлігінде беттік ауданы артады. Техникада активтендірудің химиялық және бу-газды әдістері қолданылады.

Химиялық активтендіру кезінде бастапқы шикізат ретінде негізінен карбонизацияланбаған өнімдерді (мысалы, ағаш үгінділері, торф) қолданады. Олардың қоспасы бейорганикалық активтеуші агенттермен жоғары температуралық өңдеуге ұшырайды. Активтеуші агенттерге бірінші кезекте сусыздандыратын заттар: мырыш хлориді және фосфор қышқылы кіреді [18] .

Бу-газды активтендіру үшін бастапқы шикізат ретінде әдетте карбонизацияланбаған табиғи материалдар: ағаш көмірі, тас көмір типті немесе қоңыр көмір коксты материалдар қолданылады. Осы өнімдердің активтеуге қабілетін анықтайтын маңызды фактор ұшқыш компоненттердің үлесі болып табылады. Егер ол өте аз болса, активтеу қиын болып табылады. Осыған мысал ретінде графитті айтуға болады. Ұшқыш компоненттердің үлесінің артуымен бірініші кезекте пропорционалды реактивтіліктің жоғарылауы болады. Бірақ, егер реактивтілік өте жоғары болса, мысалы тұтанғыш және дәнекерленген тас көмірлерде активтеу дәрежесінің төмендеуі мүмкін [19] .

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.