Пермские ученые придумали технологию получения сорбентов высокого качества
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 применяемые сегодня компоненты не гарантируют требуемый уровень этих свойств. Для улучшения характеристик связующего ученые ПНИПУ предложили 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 высокого качества.
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 процента). Анализ вязкости использованных смол показал, что нагрев связующего до 60°С снижает ее примерно в пять 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 процентов, при температуре 60°С – на 11-59 процентов.
Политехники отмечают, что использование ПАВ в составе связующего также приводит к увеличению площади удельной поверхности ГАУ на 23 процента. 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.
Статья опубликована в журнале «Вестник технологического университета». Исследования проведены в рамках общего координационного плана Научного совета РАН по физической химии на 2024 год и программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Telegram 
Дзен 
VK Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
Десятого мая 1940 года вермахт пришел в движение. Через 42 суток англо-французские армии были разгромлены, а Франция капитулировала. Как это произошло, ведь союзники имели больше солдат, танков и пушек, чем немцы? В СССР причиной посчитали нежелание французов воевать, немцы же, говорили советские военные, не внесли в стратегию ничего нового. Реальность была строго обратной: разгром Франции был новым словом в войне, и такой же сценарий Гитлер применил против СССР через год. Что именно произошло и отчего советское руководство не смогло осознать случившееся?
Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
Десятого мая 1940 года вермахт пришел в движение. Через 42 суток англо-французские армии были разгромлены, а Франция капитулировала. Как это произошло, ведь союзники имели больше солдат, танков и пушек, чем немцы? В СССР причиной посчитали нежелание французов воевать, немцы же, говорили советские военные, не внесли в стратегию ничего нового. Реальность была строго обратной: разгром Франции был новым словом в войне, и такой же сценарий Гитлер применил против СССР через год. Что именно произошло и отчего советское руководство не смогло осознать случившееся?
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Термоядерные электростанции не смогут конкурировать по цене с возобновляемыми источниками энергии из-за медленного удешевления технологии. По расчетам, расходы на каждую новую установку падали максимум на 8% — много раз ниже ранних ожиданий венчурных инвесторов. Это перечеркивает экономический смысл финансовых вливаний, и мир может никогда не увидеть дешевой термоядерной энергии.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно