Создание новых типов пористых углеродных материалов для процессов адсорбции и катализа

Создание новых типов пористых углеродных материалов для процессов адсорбции и катализа

Автор: Плаксин, Георгий Валентинович

Шифр специальности: 02.00.15

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2001

Место защиты: Новосибирск

Количество страниц: 383 с. ил

Артикул: 2287698

Автор: Плаксин, Георгий Валентинович

Стоимость: 250 руб.

Создание новых типов пористых углеродных материалов для процессов адсорбции и катализа  Создание новых типов пористых углеродных материалов для процессов адсорбции и катализа 

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава. Современные представления о структуре, свойствах и методах синтеза
пористых углеродных материалов Литературный обзор
1.1. Типы пористых углеродных материалов
1.2.Строение и классификация пористых углеродных материалов
1.3.Методы формирования пористой структуры и свойств углеродных материалов
1.3.1. Сырьевая база для получения пористых углеродных материалов
1.3.2. Традиционные методы синтеза пористых углеродных материалов
1.3.3. Прочностные свойства пористых углеродных материалов
1.4. Взаимодействие углерода с газообразными окислителями
1.4.1. Механизм и кинетика реакций углерода с газообразными окислителями
1.5. Осаждения пиролитического углерода на пористых матрицах
1.6. Химическая природа поверхности пористых углеродных материалов
1.6.1. Методы получения поверхностных кислородсодержащих
комплексов
1.6.2. Кислородсодержащие функциональные группировки
1.6.3. Кислотные окислы
1.6.4. Основные окислы
1.6.5. Методы исследование поверхностных кислородсодержащих
комплексов
1.6.6. Влияние поверхностных окислов на свойства окисленных
углеродных материалов
1.7. Влияние структуры и свойств пористых углеродных материалов на свойства катализаторов и параметры каталитических процессов
1.8. Влияние размера и формы зерен катализатора
1.9. Анализ существующих технологий получения изделий сложной формы
1 Дисперсные системы и методы регулирования их свойств
1 Выводы и постановка задачи исследования
Глава 2.
Глава 3.
Объект и методы исследования
2.1. Объект исследования
2.2. Описание экспериментальных установок
2.3. Методика эксперимента при уплотнении сажи пироуглеродом и активации композитов
2.3.1. Выбор условий проведения экспериментов при активации
2.4. Методика эксперимента при термическом и химическом модифицировании носителей
2.4.1. Методика эксперимента при высокотемпературной обработке носителей
2.4.2. Методика эксперимента при химическом модифицирование носителей
2.4.2.1. Методика окисления воздухом
2.4.2.2. Методика жидкофазного окисления
2.5. Физикохимические методы анализа и обработка результатов экспериментов
2.6. Методика испытания углеродных носителей катализаторов
Создание пористых углеродных материалов типа Сибунит
3.1. Подходы к конструированию, факторы влияющие на свойства Сибунита
3.2. Закономерности формирования пористой структуры и свойств углеродных носителей типа Сибуиит в процессе уплотнения пиролитическим углеродом пористой матрицы из технического уг лерода
3.2.1. Объект исследования
3.2.2. Исследование строения и свойств углеродных материалов
3.2.2.1. Строение углеродных материалов по данным электронной микроскопии
3.2.2.2. Структура углеродных материалов по данным порометрии и рентгенофазного анализа
3.2.2.3. Приближенная аналитическая оценка параметров пористой структуры носителей
3.2.2.4. Исследование адсорбционных свойств носителей
3.2.2.5. Прочностные свойства носителей
3.2.2.6. Физикохимические свойства углеродных носителей
3.2.3. Испытания углеродных носителей
Выводы к разделу 3.2
3.3. Закономерности формирования пористой структуры и свойств углеродных носителей в процессе активации гранулированного композиционного углерод углеродного материала
3.3.1. Исследование строения и свойств активированных углеродных 0 носителей
3.3.1.1. Строение углеродных носителей по данным электронной
микроскопии
3.3.1.2. Строение углеродных носителей по данным рентген о 5 структурного анализа
3.3.1.3. Структура углеродных носителей по данным ртутной 6 порометрии и адсорбционных исследований
3.3.1.4. Формирование пористой структуры носителей в процессе
активации углерод углеродного материала на основе технического углерода П7Э
3.3.1.5 Формирование пористой структуры носителей в процессе
активации углерод углеродного материала на основе технического углерода П4 и П
3.3.2. Модель строения и формирования пористой структуры углеродных 5 носителей
3.3.3. Физикохимические свойства углеродных носителей
3.3.3.1. Адсорбционные свойства
3.3.3.2. Химический состав и поверхностные свойства углеродных
носителей
3.3.3.3. Прочностные свойства активированных носителей
3.3.4. Влияние свойств технического углерода и степени уплотнения на 9 реакционную способность углерод углеродного композита
Выводы к разделу 3.3
3.4. Модифицирование текстуры и свойств углеродных носителей
3.4.1. Модифицирование углеродных носителей методом повторного
уплотнения пиролитическим углеродом
3.4.2. Модифицирование свойств углеродных носителей путем термообработки при температурах графитизации
Глава 4.
3.4.2.1. Методика эксперимента
3.4.2.2. Изменение структуры, текстуры и свойств носителей в процессе 0 графитизации
3.4.3. Модифицирование химического состава поверхностных
кислородсодержащих функциональных группировок в процессе мягкого окисления Сибунита
3.4.3.1. Окислительное модифицирование Сибунита воздухом
3.4.3.2. Окисление Сибунита перекисью водорода
3.4.3.3. Окисление Сибунита разбавленной азотной кислотой
3.4.3.4. Окисление Сибунита концентрированными кислотами и их 7 смесями
3.4.3.5. Исследование окисленного Сибунита методом ИК 0 спектроскопии
3.4.3.6. Изменение текстуры Сибунита в процессе окисления
3.4.4. Исследование поверхности углеродных носителей типа Сибунит 7 методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии РФЭС
3.4.5. Влияние структуры пористых углеродных материалов на их 9 устойчивость к окислению на воздухе
Выводы к разделу 3.4
Создание ассортимента пористых углеродных материалов типа Сибунит
4.1. Объект и методы исследования
4.1.1. Объект исследования
4.1.1.1. Выбор рецептуры пластичных составов
4.1.2. Приборы, оснастка и методика исследования
4.1.2.1. Приборы и методика оценки реологических свойств пластичных 2 масс
4.1.2.2. Оснастка для получения экструдатов и блочных изделий
4.1.2.3.Оборудование для экструзии
4.2. Создание оснастки, приборов и методики исследования
4.2.1. Методы и приборы для определения реологических характеристик 5 дисперсных систем
4.2.2. Разработка прибора и методики для изучения реологических 8 характеристик дисперсных систем
4.2.3. Разработка оснастки для получения ассортимента материалов типа 9 Сибунит
4.3. Изучение реологических характеристик дисперсионных сред
4.4. Создание ассортимента углеродных носителей типа Сибунит в виде 4 зерен различной формы
4.4.1. Исследование реологического поведения и выбор оптимального 4 состава формовочных масс
4.4.2. Влияния геометрии формующей фильеры на параметры 1 формования и свойства готовых изделий
4.4.3. Исследование процесса экструзии углеродных масс
4.4.4. Особенности процесса уплотнения и активации экструдированных 8 углеродных материалов
4.5. Создание носителей типа Сибунит в виде блочных изделий сотовой
структуры
4.5.1. Изучение реологических свойств углеродных формовочных масс
4.5.2. Особенности процессов сушки, уплотнения и активации блочных 4 изделий сотовой структуры типа Сибунит
4.5.2.1. Сушка блочных изделий сотовой структуры
4.5.2.2. Особенности процессов уплотнение и активация блочных 5 изделий сотовой структуры
Выводы к главе 4
Глава 5. Создание пористых углеродных материалов с использованием элементов
технологии получения Сибунита
5.1. Пористые материалы на основе углеродных матриц
5.2. Пористые материалы на основе оксидных матриц
5.3. Ячеистый углеродный материал
5.3.1. Приготовление ячеистого углеродного носителя
5.3.2. Строение ячеистого углеродного материала
5.3.3. Химический состав, текстура и физикохимические свойства
Выводы к главе 5
Глава 6. Разработка основ технологии получения пористых углеродных
материалов типа Сибунит
6.1. Разработка технологической схемы и основных аппаратов 1 процесса получения углеродных носителей
6.1.1. Описание технологической схемы процесса
6.1.2. Реактор для активации гранулированного углерод углеродного 5 материала
Глава 7.
6.2. Исследование технологического процесса активации углерод углеродного материала Выводы к главе
Применение материалов типа Сибунит в производстве катализаторов и других областях народного хозяйства
7.1. Области применения материал типа Сибунит
7.2. Практическое использование углеродных носителей в катализе
7.2.1. Катализаторы для суспензионных жидкофазных процессов
7.2.2. Гранулированные катализаторы
7.3. Практическое использование углеродных носителей в других областях хозяйства
7.3.1.Контактное окисления Си до Си2 в производстве электролитической меди
7.3.2.0чистка технологических растворов и сточных вод от органических веществ
7.3.3. Получения фторуглеродного материала
7.3.4. Получение хроматографических носителей
7.3.5. Сорбенты медицинского назначения
7.3.6. Применение углеродных блочных изделий сотовой структуры в электрохимических процессах
7.4. Фосфорнокислотные катализаторы типа твердая фосфорная кислота на Сибуните
7.4.1. Получение димера аметилстирола
7.4.2. Фосфорнокислотные катализаторы олигомеризации олефинов Выводы к главе
Выводы Благодарности Список литературы Приложения
9
Введение


После окисления слабыми агентами, дополнительно поверхностные окислы могут быть получены воздействием сильных окислителей. Па поверхности микрокристаллического углерода было получено и идентифицировано большое количество разнообразных поверхностных соединений содержащих атомы кислорода, серы, азота, галогенов и др. Рис. Возможные структуры кислородсодержащих функциональных группировок на поверхности углеродных материалов по 3. Наибольший практический интерес из поверхностных соединений представляют кислородсодержащие группировки, которые наиболее важны в поверхностных реакциях и поведении поверхности в различных химических процессах. В сравнении с другими элементами кислород наиболее легко хемосорбируется на углеродных материалах. Углеродные комплексы наиболее изучены. Идентификации и изучению кислородсодержащих группировок посвящено большое количество работ 1,2, , . Установлено, что характер поверхностных группировок для различных углеродных материалов весьма сходен. Совершенно определенно установлено существование на поверхности карбоксильных, фенольных гидроксильных и карбонильных групп. Карбоксильные группы а при соединении друг с другом могут давать карбоксильные ангидриды Ь. В близком соседстве к гидроксильным или карбоксильным группам, карбонильные группы могут конденсироваться до лактонных групп с или формировать лактолы . Единичные гидроксильные группы е на периферии графеновых слоев должны иметь фенольный характер. Карбонильные группы могут быть или изолированными или группироваться в хиноноподобные структуры . И, наконец, кислород может просто замещать атом углерода в ароматическом кольце, такой кислород очень трудно определить аналитическими методами. В отличии от модели по Бму 0, 1, 3, 2, где поверхностные группировки связаны с системой конденсированных ароматических колец графеновых слоев или ребрами микро кристаллитов, возможно, согласно схеме Тарковской 6, 9, присоединение функциональных группировок и к боковым цепям алифатического характера. Однако в форме идентифицированных группировок существует далеко не весь химически связанный углеродным материалом кислород. Приведенные схемы поверхностных группировок основаны гга большом экспериментальном материале, полученном при изучении химической природы поверхности окисленных углеродных материалов, но огги, в общем случае, не могут считаться вполне определенными и окончательными, т. В связи с этим схемы могут рассматриваться лишь как более или менее вероятные приближения к истинной картине поверхности окисленных углеродных материалов 6. В настоящее время известны два типа поверхностных кислородсодержащих окислов основные и кислотные. Оба типа поверхностных окислов обнаружено на большинстве окисленных углеродных материалах, в том числе на сажах и гшроуглероде. Количество и состав КФГ определяется природой углеродной поверхности и условиями окисления углеродных материалов. Например, канальные сажи имеют кислотный характер, за счет избыточного количества воздуха при е производстве. Печные и термические сажи обнаруживают слабую основную реакцию в водной суспензии. Кислотные поверхностные комплексы рис. Было обнаружено максимальное количество кислотных групп при окислении угля при 0 С. Отмечено, что при быстром закаливании углей после нагревания в кислороде фенолы не образуются. Кислотные поверхностные комплексы образуются так же при обработке углерода жидкими окислителями при комнатной температуре. На ранних стадиях окисления растворами МВДгОв, КМпО и другими жидкими окислителями при комнатной температуре образуются только слабые кислотные карбоксильные группы и реакционноснособные карбонильные лактонные группы. Основные поверхностные комплексы в различных концентрациях всегда присутствуют на углеродной поверхности. Основные окислы образуются всегда, когда поверхность углерода освобождается от всех типов соединений нагреванием в вакууме или инертном газе, а затем, лишь после охлаждения до низкой температуры в вакууме или инертной среде, приводится в контакт с кислородом. Рис.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.440, запросов: 121