Модификация углеродных сорбентов аммиаком

Введение 5
1 Литературный обзор 7
1.1 Понятие адсорбции 7
1.1.1 Физическая адсорбция 8
1.1.2 Изотермы адсорбции 10
1.1.3 Адсорбционные силы 13
1.1.4 Химическая адсорбция 14
1.2 Пористые адсорбенты 15
1.2.1 Наноуглеродные материалы (НУМ) 15
1.2.2 Силикагели 16
1.2.3 Активный оксид алюминия 16
1.2.4 Алюмосиликаты 17
1.2.5 Цеолиты 17
1.3 Адсорбенты для ликвидации аварий на промышленных производствах 18
1.4 Активные угли. Общие сведения 20
1.4.1 Получение активных углей 20
1.4.2 Сырье для получения активных углей 22
1.4.3 Древесина и древесный уголь 22
1.4.4 Торф, торфяной кокс 23
1.4.5 Скорлупа орехов, фруктовые косточки, древесные отходы 23
1.4.6 Каменные угли 24
1.4.7 Бурые угли 26
1.4.8 Нефтепродукты, асфальт, сажа 27
1.4.9 Синтетические материалы и резина 28
1.4.10 Прочие материалы 28
1.5 Структура (поровая) и функциональные группы углеродных сорбентов 29
1.5.1 Поверхность активного угля 29
1.5.2 Кислотные поверхности 29
1.5.3 Основные поверхности 31
1.5.4 Термическая обработка 32
1.5.5 Обработка аммиаком 34
1.6 Способы модификации углеродных сорбентов азотсодержащими соединениями 35
1.6.1 Азотная модификация 35
1.6.2 Применение модифицированных углей в водоподготовке. Адсорбция загрязняющих веществ 36
2 Экспериментальная часть 37
2.1 Объект исследований 37
2.2 Описание методики получения углеродсодержащих сорбентов 38
2.3 Определение адсорбционной активности по йоду 39
2.4 Адсорбционная активность по метиленовому голубому (или по метиленовому синему) 41
2.5 Определение сорбционной емкости угля по щелочи 42
2.6 Определение сорбционной емкости угля по кислоте 43
2.7 Определение содержания фенола. Бромометрия 45
2.8 Адсорбция фенола 46
2.9 Анализ общей кислотности и основности адсорбентов 46
2.10 Анализ адсорбентов методом ИК-спектроскопии 47
3 Результаты экспериментальных исследований 48
3.1 Результаты получения и оценки эффективности сорбентов, полученных методом пиролиза 48
3.2 Сорбционные характеристики углеродных сорбентов 48
3.3 Анализ адсорбентов методом ИК-спектроскопии 55
4 Экономическое обоснование 57
Заключение 60
Список сокращений 62
Список использованных источников 62

Весь текст будет доступен после покупки

На сегодняшний день тема использования отходов промышленного и сельскохозяйственного производства является актуальной в научной среде. В качестве материала для исследований в этой области часто используют отходы именно сельского хозяйства, например, опилки, древесину или листья. Не малое распространение нашли косточки различных плодовых деревьев, например, виноградные или абрикосовые. В том числе, часто используют в качестве научного сырья скорлупу кокосового либо грецкого ореха. Грецкий орех достаточно распространен на территории России, например, в Краснодарском крае, республике Крым, Ростовской области и других субъектов РФ. Поэтому есть большая возможность использовать этот материал в качестве исследований. Все вышеперечисленные материалы являются отличным сырьем для производства эффективных сорбционных материалов. Такими материалами можно извлекать ионы металлов, красители, фенолы, нефтепродукты и другие соединения из водной среды.
К числу примесей, обычно присутствующих в водах и достаточных для удаления посредством адсорбции на активированных углях, относятся фенолы. В этой области выполнено много работ, включая исследования по адсорбции фенольных соединений различной растворимости. Обширные исследования доказали преимущественное регулирование адсорбции фенола пористостью углеродных сорбентов. Установлено, что углеродные адсорбенты с хорошо развитыми порами способствуют адсорбции соединения из воды. Влияние поверхностных свойств углеродных сорбентов на адсорбцию остается предметом интереса многих лабораторий. Относительно большой объем информации описывает поведение углеродных сорбентов с кислородом, содержащих основные функциональные поверхностные группы, которые в целом вызывают повышенную сорбцию фенольных соединений.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Литературный обзор

1.1 Понятие адсорбции

Адсорбция (от лат. ad — на и sorbeo — поглощать), поглощение вещества из газовой фазы или жидкого раствора поверхностным слоем твердого тела или жидкости. Адсорбат – это вещество, молекулы которого находятся около границы раздела фаз, например, газы водород, азот или кислород. Адсорбентом ? это вещество, на поверхности которого происходит процесс адсорбции, например, уголь, силикагель. Адсорбция — это поверхностное явление, которое включает накопление молекулярных частиц на поверхности, а не в объеме твердого тела или жидкости. Адсорбционные явления можно наблюдать в двухфазных системах газ-твердое состояние, газ-жидкость, жидкость-твердое состояние, жидкость-жидкость.
Адсорбция играет важную роль в природных процессах. Этот процесс нашел обширное применение в области поглощения различных газов и жидкостей. Абсорбция позволяет передавать энергию (и материю) между различными телами. Абсорбция представляет большой практический интерес в различных областях промышленного производства. Это явление лежит в основе многих процессов в промышленной очистке газов и жидкостей, в производстве продуктов питания и в производстве лекарственных препаратов в фармацевтической промышленности, например, в лекарствах «Полисорб», «Смекта» и так далее. Абсорбция имеет важное значение в области медицины, например, в основе клинического анализа крови на СОЭ лежит процесс адсорбции. При жидкостной хроматографии используют неорганические и органические адсорбенты, так же их применяют при анализе смесей. Адсорбционная стадия незаменима в гетерогенном катализе, например, в производстве серной и азотной кислот, аммиака, а также в процессе нефтепереработки.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Ягодовский, В. Д. Адсорбция / В. Д. Ягодовский. – М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015. – 216 с. : – (Учебник для высшей школы). –ISBN978-5-9963-1681-6.
2. Адамова, Л. В. Сорбционный метод исследования пористой структуры наноматериалов и удельной поверхности наноразмерных систем : учебное пособие/ Л. В. Адамова, А. П. Сафронов ; Уральский государственный университет им. А.М. Горького. – Екатеринбург : УГУ, 2008 г. – 30–55 с.
3. Кинле Х., Бадер Э. Активные угли и их промышленное применение : пер. с нем. – Л.: Химия, 1984 – 216 с., ил. – Штутгарт, 1980.
4. Mohammad Saleh Shafeeyan, A review on surface modification of activated carbon for carbon dioxide adsorption / Mohammad Saleh Shafeeyan, Wan Mohd Ashri Wan Daud, Amirhossein Houshmand, Ahmad Shamiri // Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. – 2010. – P. 144–146.
5. J. Rivera-Utrillaa, Activated carbon modifications to enhance its water treatment applications. An overview / J. Rivera-Utrillaa, M. Sanchez-Poloa, V. Gomez-Serrano, P.M. Alvarezc, M.C.M. Alvim-Ferraz , J.M. Dias // Journal of Hazardous Materials. – 2011. – P. 23.
6. Venecia Minkova, Effect of water vapour during the pyrolysis of solid fuels on the yield and composition of the liquid products / Venecia Minkova, Maria Razvigorova, Maria Goranova, Ljutzkan Ljutzkanov, Gergina Angelova // Fuel. – 1991. – P. 7
7. Seyed A. Dastgheib, Tailoring activated carbons for enhanced removal of natural organic matter from natural waters / Seyed A. Dastgheib, Tanju Karanfil, Wei Cheng // Carbon. – 2003. – P. 11

Весь текст будет доступен после покупки