Электрохимическое получение терморасширяющихся соединений графита для использования в экологических целях

• Автор: Колесникова, Марина Александровна
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 118 с. : ил.

Содержание
Введение
1. Электрохимическое получение низкоплотных сорбентов на основе графита, применение для экологических целей

1.1. Электрохимический синтез терморасширяющихся соединений графита с кислотами

1.2. Терморасширенный графит как сорбционный материал

1.3. Виды и способы применения адсорбентов с терморасширенным графитом

2. Методика проведения экспериментальных исследований

2.1. Электрохимические методы

2.2. Получение терморасширенного графита

2.3. Подготовка адсорбентов на основе терморасширенного графита

2.4. Очистка воды от нефтепродуктов

2.5. Физикохимические методы определения свойств углеродных материалов
3. Условия и свойства терморасширяющихся соединений графита при анодном синтезе в системе графит Н2
3.1. Потенциодинамическое изучение анодного синтеза и переокисления бисульфата графита
3.2. Потенциостатический синтез
терморасширяющихся соединений 1рафита с серной
кислотой
4. Анодное получение и определение свойств
терморасширяющихся соединений графита в азотной
кислоте
5. Получение и оценка свойств углеродных сорбентов на
основе терморасширяющихся соединений графита с
кислотами
Основные выводы
Список литературы


Подобные структуры могут быть получены с использованием различных природных и углеродсодержащих соединений, методов модификации свойств УМ и технологий их переработки. Все способы технологии направлены в первую очередь на развитие имеющихся микроиор и образование новых удалением отдельных микроструктурных элементов. По подобным схемам изготавливаются, в первую очередь, углеродные сорбенты на основе диспергированных природных чешуйчатых графитов. Подобные материалы обладают невысокой удельной поверхностью до. Принципиально в значительной степени увеличить удельную поверхность УМ возможно за счет интеркалирования графитоподобпых блоков, с последующим их расслоением. Именно по такому методу, внедряя в дисперсный природный графит анионы кислот, с последующим нагревом, получают терморасширенный графит ТРГ. Переработанные таким образом природные УМ имеют удельную поверхность уже до 0 м г, в связи с этим ТРГ является весьма перспективным адсорбентом для очистки воды и загрязненных газовых сред. Настоящий обзор посвящен преимущественно анализу литературных сведений по электрохимическому синтезу терморасширяющихся соединений графита с кислотами и оценке возможности применения этих материалов в экологических целях. Образование соединений внедрения графита СВГ основано на особенностях плоскопараллельной структуры графита. Как известно 8,,, в углеродных гексагонах, образующих полиареновые плоскости, атомы углерода связаны равноценными ковалентными освязями. Энергия связи оценивается в 2,63,2 ЭВ 8. Углеродные плоскости взаимодействуют между собой за счет частичного перекрывания орбиталей лэлектронов, по сути это ВанДерВаальсовы силы, и энергия связи в этом случае составляет 0,30,4 ЭВ 8, что на порядок ниже энергии связи между атомами в углеродных плоскостях. Такая энергетическая анизотропия подразумевает возможность интеркапирования атомов, ионов, молекул в межслоевые пространства графита с сохранением полиареновых плоскостей. По типу взаимодействия внедренных компонентов интерканата с углеродными плоскостями различают ковалентные СВГ, когда образуются прочные стсвязи, приводящие к нарушению планарности углеродных сеток, и лкомплексные СВГ, в которых углеродные плоскости не деформируются 8,. Последние, в свою очередь, подразделяются в зависимости от заряда углеродных плоскостей на донорные и акцепторные. СВГ с кислотами, когда в межслоевых пространствах находятся анионы кислот, а углеродные сетки приобретают распределенный положительный заряд, относятся к акцепторным 8,. В зависимости от степени заполнения интеркалатом графитовой матрицы принято различать СВГ первой ступени максимальное заполнение, когда интеркалат находится в каждом межслоевом пространстве, II ступень заполнение каждого второго пространства, III ступень каждого третьего и т. СВГ с кислотами часто называют кислыми солями графита, так как положительно заряженные углеродные слои выполняют функции макрокатиона . СпАтНА, где п номер ступени СВГ т количество совнедренных молекул кислоты. Известны соединения с достаточно обширным рядом кислот П,НЫ, НСЮ4, НГ, НВГ4, Н3Р, Н2С8 и др. Сп Н4 23 Н бисульфат 1рафита и Сп Ы 23 НЫ нитрат графита . Промышленное производство бисульфата БГ и нитрата графита ИГ организовано по химической технологии, то есть окислением углеродного сырья в концентрированных Н или НМ. В серную кислоту дополнительно вводят окисли гель Н1М, К2Сг2 , КМп,Н2, в азотной кислоте на окисление графита тратится некоторая часть НМ. С ЗН Ох7 Сп ИБО 2П НОх7, 1. С 5НЫ Сп Ы 3Ш3 Н 1. В общем виде, согласно реакциям 1. В результате этого они приобретают положительный заряд, для нейтрализации которого из раствора кислоты в межслоевые пространства втягиваются анионы ИБО . Вместе с анионами изза наличия водородных связей происходит совнедрение 23 молекул кислоты 1. Окисление углеродной матрицы можно осуществить и анодной поляризацией графита. Механизм образования СВГ при этом не изменяется, составы и структура получаемых соединений химическим и электрохимическим методами идентичны 8,. Электрохимический синтез достаточно широко используется в исследовательских целях с применением компактных образцов графита 8,,.