Углеродные адсорбенты из растительного углеродсодержащего сырья Гвинейской Республики

• Автор: Камара Салифу
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Конакри
• Количество страниц: 137 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Состав и свойства углеродных адсорбентов

1.1.1 Кристаллографическая и электронная структуры

1.1.2 Пористая структура

1.1.3 Химическая природа поверхности активных углей.

1.1.4. Состав золы

1.2. Формирование пористой структуры адсорбентов при карбонизации и активации углеродсодержащего сырья

1.2.1. Сырье

2 Карбонизация

1.2.3 Активация.
1.3. Угдеродные молекулярные сита
1.3.1 Особенности строения
1.3.2 Механизм разделения газов углеродными молекулярными ситами
1.4 Методы регулирования пористой структуры углеродных адсорбентов с целью придания им молекулярно ситовых свойств.
1.4.1 Полу чение углеродных молекулярных сит в ходе карбонизации и активации
1 4.2 Пиролиз газообразных углеводородов как средство получения углеродных
молекулярных сит
1 4.3 Модифицирование углеродных адсорбентов растворами высокомолекулярных
соединений
1.5 Технология углеродных адсорбентов.
1.6 Постановка задачи исследования
2. СВОЙСТВА СЫРЬЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2 . С. рье и его подготовка
2.2. Экспериментальные установки и методики реализации зкспсрнмсгтов .
2.2.1. Схема пиролитической установки
2.2.2. Методы изучения физикохимических свойств сырья и адсорбентов.
2.2.2.1. Плотность.
2.2.2.2. Определение содержания золы.
2.2.2.3. Определение суммарной пористости
2.2 Анализ параметров пористой структуры
2.2 3. Исследование адсорбционных свойств адсорбентов
2.2.3.1. Определение обесцвечивающей способности по метиленовое голубому.
2.2.3.2. Адсорбция Аг, 2 и .
3. КАРБОНИЗАЦИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
2.1. Дифференциальнотермический анализ сырья
3.2 Влияние температуры на производительность пиролиза растительного сырья и свойства карбонизатов
3.3. Влияние температуры на параметры пористой структуры карбонизатов
3.4. Химизм карбонизации растительного утлсродсодсржащсго сырья
4. НАПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИНТЕЗИРОВАННЫХ АДСОРБЕНТОВ.
4.1. Синтез углеродных молекулярных сил для разделения воздуха.
4.1.1. Физические свойства адсорбатов
4.1.2. Синтез и физикохимические свойства адсорбентов.
4.1.3. Равновесная адсорбция Аг, 3 и .
4.1.4. Кинетика адсорбции Аг, М2 и О
Униеерситет им. Гамаля Абделя Нассера. Политехнический институт. Факультет химической технологии 2
Салифу Камара Углеродные адсорбенты из растительного углеродсодержащего сырья
Гвинейской Республики
4.2. Адсорбция красителей.
4.2.1. Осветляющая способность карбонизатов по метиленовому голубому
4.2.2. Изотермы адсорбции.
4.2.3. Регенерация насыщенных адсорбентов.
5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.
4.3. Разработка технологической схемы получения углеродных адсорбентов из растительного углеродсодержащего сырья
4.4 Печь карбонизации
4.5. Техникоэкономический анализ процесса получения углеродных адсорбентов из
растительного сырья.
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Подобные адсорбенты перспективны для использования в процессах очистки питьевой и сочных вод, некоторых газовых выбросов, в сельском хозяйстве, производстве строительных материалов и т. Для решения задач гемосорбции и создания индивидуальных средств защиты органов дыхания допустимы более дорогостоящие технологии получения также одноразовых активных углей. Университет им. Гзмаля Абделя Нассера, Политехнический институт. Наконец, особые требования к исходным материалам выдвигают производства углеродных адсорбентов в виде волокон и пленок, открывающие новые возможности их эффективного использования, перекрывающие высокую себестоимость [-]. Возможность создания широкого ассортимента углеродных адсорбентов существенно облегчается разнообразием исходного углеродсодержащего сырья и технологий его переработки. В настоящее время основным сырьем для промышленного получения адсорбентов являются древесные опилки, тощие некоксующиеся каменные угли, бурые угли, торф, некоторые полимерные материалы, скорлупа орехов и фруктовые косточки. Значительно реже для этих целей используют лигнин и технический углерод (сажу) [6]. В таблице 2 приведена структура потребления сырья годов для производства углеродных адсорбентов [8]. Древесина '«. Уголь бурый . Торф . Скорлупа кокосовых орехов . Прочее . Всего 0. Однако потенциально углеродные адсорбенты могут быть получены из гораздо большего ассортимента твердых, жидких и газообразных углеродсодержащих веществ, многие из которых рассматриваются в настоящее время лишь как бесполезные бытовые и промышленные отходы. Унизерситет им. Гзмаля Абделя Нассера, Политехнический институт. К сожалению, в литературе по синтезу и изучению свойств и возможностей применения углеродных адсорбентов отсутствует общий анализ закономерностей формирования их пористой структуры при широком варьировании исходных материалов и технологических условий их переработки. Это вызывает необходимость в каждом конкретном случае проведение отдельных научных исследований и пилотных испытаний по вовлечению потенциальных углеродсодержащих ресурсов в качестве исходного сырья для получения пористых углеродных материалов для конкретных адсорбционных процессов. Учитывая вышеизложенное, а также наличие большого количества углеродсодержащих отходов сельского хозяйства (скорлупа кокосовых и арахисовых орехов) и деревообрабатывающей промышленности Гв иней, настоящая работы посвящена получению углеродных адсорбентов из данных видов местного растительного сырья. Университет им Гамаля Абделя Нассера. Однако в отличие от графита, для которого характерна строгая периодичность элементарных слоев, они имеют так называемое турбостратное или беспорядочно сложное строение (см. В графитовых структурах атомы углерода находятся, главным образом, в эр2-гибридном состоянии. Кристаллическая решетка графита представляет собой ряд эквидистантных плоскостей, протяженностью 2-3 нм, образованных шестичленными кольцами. Расстояние между плоскостями составляет 0,5 нм. У активных углей отсутствует периодичность элементарных слоев, расстояние между ними неодинаковы и колеблются от 0,4 до 0,5 нм. Кроме того, слои беспорядочно сдвинуты относительно друг друга и не совпадают в направлении, перпендикулярном их плоскости. Высота графитоподобных кристаллитов угля достигает 0,9 нм, а диаметр -2,3 нм. Диаметр заключенного ь одной плоскости строительного элемента составляет > 2,0-2,5 нм. Высота лачки слоев равна 1,0 - 1,3 нм. В общем случае графитовые кристаллиты в активном угле содержат 3-4 параллельных слоя. Атомы углерода в решетке активных углей не занимают строго определенных положений, а смещены относительно плоскости сетки в пределах 0,4-0,7 нм []. Подобное смещение, по всей видимости, объясняется тем, что в турбостратной структуре атомы углерода находятся в ином валентном состоянии, чем характерная для графита эр2-гибридизация. Тем не менее, часть атомов углерода, особенно периферийных, находятся в эр-гибридном состоянии. По мнению авторов работ [, , 0] активные угли кроме графитовых кристаллитов содержат от одной до двух третей аморфного углерода. Университет им Гамадя Абделя Нассера. Политехнический институт.