Термохимические превращения поливинилспиртового волокна в присутствии пиролитических добавок при получении углеволокнистых сорбентов

• Автор: Харченко, Иван Михайлович
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 174 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Литературный обзор

1.1 Роль пиролитических добавок в регулировании процесса пиролиза полимерных волокон и формировании структуры углеволокнистых материалов.

1.2 Свойства углеродных сорбентов

2 Методическая часть

2.1 Объекты исследований.

2.2 Методика проведения эксперимента.

2.3 Методы исследования

3 Экспериментальная часть

3.1 Влияние тсрмоокисления на состав газообразных продуктов пиролиза поливинилового спирта
3.2 Закономерности термохимических превращений поливинилепиртовых волокон в условиях высокотемпературной обработки в присутствии фосфорсодержащих соединений.
3.2.1 Исследование влияния ортофосфата аммония на термическое разложение ПВС волокон в воздушной среде
3.2.2 Термохимические превращения поливинилепиртовых волокон в присутствие малых добавок полифосфата аммония
3.2.3 Влияние природы катиона фосфорных кислот на термопревращение гидроксил содержащих волокон
3.3 Макроструктура и сорбционные свойства полученных
углеволокнистых материалов.
Выводы.
Литература


В тоже время для ванадийсодержащего УВ после термообработки при °С авторы не наблюдали заметного упорядочения углеродистой части, переходная форма углерода оставалась аморфной. Введение в гидратцеллюлозу добавок солей V, Мо и УУ (ЫН4У, (ЫН^МогОу, (ЫН4)Л/ОН2О и (МН)2Сг7) в высших степенях окисления приводит к смещению максимумов выделения газообразных продуктов пиролиза (Н, СО и С) в область более низких температур, причем величина этого смещения повышается с увеличением содержания добавки [, ]. Так, для гидратцеллюлозы максимальный выход всех газообразных продуктов (СО, С и Н) был зафиксирован при температуре 0°С. С. Наибольший температурный сдвиг (до 0°С) по выходу воды наблюдается при использовании в качестве активной добавки соединения молибдена. Это, по-видимому, связано с тем что, МоОз, образующийся в процессе термолиза димолибдата аммония, характеризуется более выраженными кислотными свойствами по сравнению с оксидами V (V) и У1 (VI) []. Наряду с этим резко снижается общий выход СО и СО2, что свидетельствует об ингибирующем влиянии данных металлсодержащих соединений на процессы декарбоксилирования и декарбонилирования целлюлозы и продуктов ее термических превращений. Смещение реакции термолиза ГЦ при введении добавок переходных металлов в область более низких температур способствует образованию поперечных мостиковых связей между макромолекулами целлюлозы, что, в свою очередь, приводит к подавлению молекулярной подвижности и, соответственно, к снижению вероятности протекания реакций деструкции. Таким образом, образование на ранних стадиях термолиза коксового остатка, обогащенного углеродом, облегчает ароматизацию полимера при более высокой температуре без существенного уноса углерода в виде летучих соединений с водородом и кислородом, способствуя формированию более плотной и менее дефектной структуры углерода. В присутствии аммониевых солей молибденовой и вольфрамовой кислот нс только в значительной степени снижается температура начала разложения ГЦ, но также повышается выход углеродного остатка [, , , ]. Так, выход углеродного остатка с учетом зольности для активированного углеродного волокна с добавкой соединений V, Мо, Л/ и Сг составил соответственно ,7; ,4; ,4 и ,0 % вместо ,3% для исходного. Дубинина-Радушкевича теории объемного заполнения микропор и у/Р-метода Дубинина-Кадлеца, как видно из таблицы 1 для образцов АУВ без добавки и с добавлением соединений Мо, Л/ и Сг достаточно близки и только для образца с добавлением V эти величины несколько различаются. Средние размеры микропор лежат в интервале 0, - 0, нм. МС = 0 м /г). Авторы [] отмечают, что различия в поведении добавок различных металлов может быть объяснено в рамках модели смачивания-растекания нанесенного катализатора на поверхность углеродного материала. Отсюда, чем ниже температура плавления оксида, тем выше степень контакта катализатора с поверхностью углерода. Более выраженное влияние добавок молибдата и ванадата по сравнению с вольфраматом и хроматом аммония [] объясняется более низкой температурой плавления оксидов молибдена и ванадия, образующихся при термораспадераспаде аммонийных солей соответствующих кислот, что способствует их растеканию по поверхности углеродного материала. Считают [], что развитие пористой структуры в углеродном материале за счет окислительных процессов с участием легкоплавких оксидов молибдена и ванадия начинается еще на стадии карбонизации ГЦ. При этом в качестве окисляющих агентов могут выступать как кислородсодержащие продукты разложения целлюлозы (вода, оксиды углерода и др. После карбонизации ГЦ исследованные добавки находятся в углеволокнистом материале преимущественно в виде оксидов металлов с различной степенью окисления, а также возможно в виде металлов и их карбидов. В процессе активации эти соединения, взаимодействуя с СО2 и Н, переходят в оксиды металлов с более высокой степенью окисления, способные окислить углерод и при этом восстанавливаться, т. Возможно также непосредственное окисление углерода оксидами металлов, присутствующими в углеволокнистом материале после стадии карбонизации.