 |
Технология ученых Пермского Политеха позволила повысить эффективность активированного угля в 2,3 раза
Гранулированные активированные угли применяются для очистки воды и воздуха. Для их создания используют каменноугольную смолу, однако ее высокая вязкость мешает получать однородные гранулы. Ученые ПНИПУ разработали новое связующее с пониженной вязкостью, что позволило увеличить сорбционную способность угля в 2,3 раза.
Статья опубликована в журнале «Южно-Сибирский научный вестник».
В процессах очистки воды и воздуха в основном находят применение гранулированные активированные угли (ГАУ). Это частицы черного цвета размером 1-4 мм, имеющие развитую пористую структуру. Удельная площадь поверхности таких углеродных сорбентов может достигать тысячи квадратных метров, что и обеспечивает их высокую поглотительную способность токсичных примесей из сточных вод, загрязненного воздуха и отходящих промышленных газов.
Гранулы активированного угля получают формованием пасты, представляющей собой композицию порошкообразного каменного угля и связующего. Десятилетиями в качестве такого компонента служила лесохимическая смола — побочный продукт переработки древесины. Однако в последние годы это сырье практически исчезло: его производство резко сократилось, и промышленности потребовалась замена.
В настоящее время в качестве перспективного и доступного для получения гранулированных активированных углей связующего начали использовать каменноугольные смолы, получаемые в процессе коксования каменных углей. Однако такое связующее имеет серьезный недостаток: слишком высокую вязкость, что не позволяет получать однородную пластичную пасту, необходимую для формования гранул. Они получаются неоднородными, с трещинами, что при термической обработке на последующих стадиях приводит к резкому снижению прочности получаемых гранул.
Для решения этой проблемы ученые Пермского Политеха разработали новую композицию связующего на основе каменноугольной смолы с более низкой вязкостью. Использование разработанного связующего для получения гранулированных активированных углей позволило повысить сорбционную способность готового угля в 2,3 раза.
Все дело в специальной добавке к каменноугольной смоле — поверхностно-активном веществе (ПАВ). Введение ПАВ в состав смолы приводит к снижению вязкости связующего. В результате такое композиционное вещество равномерно пропитывает угольную пыль и способствует формированию однородной пластичной пасты.
Чтобы получить гранулированный активированный уголь, пыль со связующим сначала формуют в гранулы, а затем подвергают двухступенчатой высокотемпературной обработке. При первой стадии термообработки сырые гранулы подвергаются пиролизу в бескислородной атмосфере, при этом удаляются летучие компоненты, закладывается основа пористой структуры, увеличивается прочность гранул. На второй стадии происходит их активация при высокой температуре в окислительной среде. В результате образуется пористая структура гранул.
— Проблема в том, что при использовании обычной каменноугольной смолы возможно получить ГАУ с низкими показателями прочности и площадью поверхности не более 600 м2/г, что является недостаточным для глубокой очистки загрязненных сред. Но потенциал у материала гораздо выше: поры просто не успевают раскрыться, смола блокирует и препятствует их формированию. Наша добавка позволила поднять площадь до 1038 м2/г, то есть в 2,3 раза больше, чем была раньше, — рассказал Егор Першин, ассистент кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ.
— Кроме того, мы научились управлять процессом активации. На лабораторной установке мы меняли два параметра: температуру от 800 до 900°C и время обработки от получаса до полутора часов. На обычной смоле без добавки эти настройки почти не влияли на результат — уголь получался примерно одинакового качества. С использованием композиционного связующего все иначе: более высокая температура и продолжительность процесса активации позволили получать ГАУ с более развитой пористой структурой, — добавила Елена Фарберова, кандидат химических наук, доцент кафедры «Химия и биотехнология».
Разработанная технология позволяет не только заменить дефицитные лесохимические смолы на доступное сырье, но и получить активированный уголь с большей площадью поверхности, чем при использовании обычной смолы без добавки. При этом меняя температуру и время активации, можно управлять формированием пористой структуры материала.
Контактное лицо: Макарова Татьяна Андреевна (написать письмо автору)
Компания: ПНИПУ (все новости этой организации)
Добавлен: 15:58, 20.06.2026
Количество просмотров: 41
Страна: Россия
| Улучшает иммунитет, пищеварение и защищает от инсульта: ученый Пермского Политеха назвал 7 причин разрешать себе лениться, ПНИПУ, 22:13, 14.07.2026, Россия |
180 |
| 15 июля отмечается День русской лени. Ученый ПНИПУ рассказал, как она помогает очищать мозг от токсинов, восстанавливать оболочку нервов, повышать иммунитет, улучшать пищеварение, предотвращает образование тромбов, увеличивает фазу медленного сна и поднимает мотивацию, а также чем здоровая лень отличается от вредной. |
|
| Ученый Пермского Политеха объяснил, почему мы испытываем симптомы акклиматизации, даже не покидая родной город, ПНИПУ, 21:26, 14.07.2026, Россия |
30 |
| Резкие перепады температуры могут вызывать у человека симптомы, сходные с теми, что возникают при смене климатической зоны. Ученый ПНИПУ рассказал, что происходит с организмом при температурных контрастах, какие привычные средства самопомощи только вредят и почему самочувствие может ухудшиться уже после нормализации. |
|
| Ученый Пермского Политеха рассказал о скрытой угрозе популярных отбеливающих полосок для зубов, ПНИПУ, 16:59, 12.07.2026, Россия |
25 |
| В сети набирает популярность тренд – молодежь массово клеит осветляющие полоски, чтобы получить белоснежную улыбку. Ученый Пермского Политеха объясняет, почему активные компоненты этих средств действуют как «кислотный дождь» для зубов, как малейшее отклонение от инструкции провоцирует воспаление десен, и почему развившаяся гиперчувствительность – это лишь вершина айсберга серьезных стоматологических проблем. |
|
|
|
