|
|
 |
|
|
 |
Технология ученых Пермского Политеха открывает новые возможности в изготовлении гранулированных активированных углей
Для получения качественных гранулированных активированных углей ученые ПНИПУ предлагают в основе связующего использовать коксохимические смолы с добавками в виде ПАВ.
Гранулированный активированный уголь широко применяется в качестве сорбента для борьбы с запахами и удаления загрязнителей из воды и воздуха. Изготавливают его путем смешивания углеродсодержащего материала, например, каменного угля, и связующего, которое позволяет сформировать из пасты гранулы необходимой формы с высокой прочностью. Качество продукта во многом зависит от вязкости связующего и содержания в нем коксового остатка, который накапливается при пиролизе углеродсодержащего материала. Но в настоящее время применяемые компоненты не гарантируют требуемый уровень этих свойств. Для улучшения характеристик связующего ученые ПНИПУ предлагают в его основе использовать коксохимические смолы с различными добавками, снижающими вязкость до нужной степени. Исследование открывает новые возможности в изготовлении гранулированных активированных углей и позволяет получать сорбенты достаточно высокого качества.
Статья опубликована в журнале «Вестник технологического университета», №6, 2024 год. Исследования проведены в рамках общего координационного плана Научного совета РАН по физической химии на 2024 г. (№ 24-03-460-09) и программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Гранулированный активированный уголь (ГАУ) благодаря уникальной структуре пор, может сорбировать молекулы различных размеров и типов. Он способен улавливать и жидкие, и газообразные вещества, тем самым очищая окружающую среду или обрабатывая конкретные объекты, содержащие различные загрязнения.
Характеристики пористой структуры активированного угля в большей степени зависят от углеродной основы. Но связующий компонент влияет на прочность и способность придавать получаемой пасте форму гранул. С этой целью ранее применяли лесохимическую смолу – это жидкий продукт переработки древесины, состоящий из целого спектра разных соединений. Однако ее высокая вязкость затрудняет процессы ее получения и последующего формования. Также из-за низкого содержания коксового остатка в этом виде связующего приходится вводить различные добавки с его более высокой долей.
Часто такой добавкой выступают коксохимические смолы, образующиеся при коксовании (высокотемпературной обработки) каменного угля и представляющие собой черную маслянистую жидкость. Доля коксового остатка при их использовании в ГАУ повышается, но они также имеют значительную вязкость. Поэтому задача улучшения характеристик связующего в производстве гранулированных активированных углей остается нерешенной.
Ученые Пермского Политеха изучили возможность использования коксохимических смол в качестве основного компонента связующего и исследовали, как введение дополнительных добавок в состав влияет на его вязкость и пористую структуру получаемого продукта.
Политехники в лабораторных условиях создали серию образцов ГАУ из пыли каменного угля и коксохимических смол с разной массой коксового остатка (22,51% и 30,77%). Анализ вязкости использованных смол показал, что нагрев связующего до 60°С снижает ее примерно в 5 раз.
– Улучшить характеристики связующего возможно путем введения в его состав добавок поверхностно-активных веществ (ПАВ). В исследовании мы использовали ПАВ разных видов (неионогенные, анионогенные, катионогенные). А еще, как добавку, пробовали применять дистиллированную воду. И во всех случаях определяли зависимость вязкости связующих от количества введенных добавок, – рассказывает кандидат химических наук, доцент кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ Елена Фарберова.
Результаты показали, что добавление дистиллированной воды в состав связующего приводит к значительному увеличению его вязкости. При исследовании влияния введения ПАВ в каменноугольную смолу оказалось, что наилучший эффект достигается при использовании неионогенного вида. В этом случае вязкость образцов ГАУ при температуре 40°С снижается на 23-55%, при температуре 60°С – на 11-59%.
Политехники отмечают, что использование ПАВ в составе связующего также приводит к увеличению площади удельной поверхности ГАУ на 23%. За счет этого улучшается сорбционная способность продукта, а значит, возрастает эффективность его использования в процессах очистки.
Ученые ПНИПУ доказали, что использование композиционных связующих на основе коксохимических смол для получения гранулированных активированных углей позволит получать сорбенты достаточно высокого качества. Эта перспективная технология дает возможность выйти на новый уровень производства углеродных сорбентов.
Контактное лицо: Пермский Политех (написать письмо автору)
Компания: ПНИПУ (все новости этой организации)
Добавлен: 20:13, 17.08.2024
Количество просмотров: 37
Страна: Россия
| Исследование ученых Пермского Политеха улучшит долговечность 3D-изделий, ПНИПУ, 04:25, 18.12.2024, Россия |
14 |
| Аддитивные технологии широко используются в тяжелом машиностроении и позволяют создавать очень точные и сложные конструкции, что невозможно при традиционных методах. Однако неравномерные свойства этих материалов снижают срок их службы, поэтому изменения нужно отслеживать. Ученые ПНИПУ расширили экспериментальную базу программ жизненного цикла 3D-изделий, чтобы обеспечить их качество и долговечность. |
|
| Ученые Пермского Политеха улучшили модель беспламенного горения в двигателях, ПНИПУ, 03:43, 18.12.2024, Россия |
26 |
| Турбулентные завихрения, возникающие внутри авиадвигателя, перемешивают кислород с топливом, что увеличивает скорость реакции горения. Моделирование этих процессов может предсказать поведение материалов и улучшить работу двигателя. Ученые Пермского Политеха выяснили, какой показатель турбулентности корректно использовать для построения модели. |
 |
| Дан старт проекту «Наука от Первых»: площадка для прямого диалога науки, бизнеса и власти, Пресс-служба, 03:35, 18.12.2024, |
17 |
| 10 декабря 2024 года в Москве состоялся торжественный запуск проекта «Наука от Первых», ставший важным шагом на пути к объединению усилий науки, бизнеса и государства. Цель данного амбициозного проекта заключается в интеграции передовых научно-технологических решений в реальный сектор экономики России, что должно способствовать устойчивому развитию и технологическому прогрессу в стране. |
|
| Ученые Пермского Политеха предложили модель для оптимизации гибки стальных листов, ПНИПУ, 04:36, 12.12.2024, Россия |
551 |
| В строительстве часто используют холодную гибку: металлу под давлением придают определенную форму без применения высоких температур. Однако если неправильно задать условия процесса, то можно получить некачественную деталь. Ученые Пермского Политеха предложили модель для оптимизации этого метода, что поможет подобрать лучшие режимы изготовления. |
 |
|
|
|
|
|
|
Разделы //
Новости по странам //
Сегодня у нас публикуются //
|
|
