Хемосорбция аммиака

 кокосовым и древесным активированными углями

 

Архипова Е. В., Алексеева Н. В.

 ФБГОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет», 392036,

г. Тамбов,  ул. Ленинградская, 1, 8(4752)63-72-39, ecaterina.arkhipova@yandex.ru, alexejewa.nadja@gmail.com

 

Активированные угли используют в качестве адсорбентов токсичных и вредных примесей еще со времен первой войны [1]. Широкое применение активированные угли получили в химической промышленности для изготовления пористой матрицы хемосорбентов токсичных газов и примесей газовых смесей [2].

Явление хемосорбции основано на явлении происходящих реакций, ограниченных определенной площадью поверхности, между импрегнирующей солью хемосорбента и токсичными газами, в результате которых образуются нерастворимые комплексы [3]. Основным достоинством применения активированных углей в качестве пористых матриц является экономическая доступность. Наибольшее применение хемосорбенты нашли в процессах очистки воздушной и водной сред.

В качестве углеродной матрицы используют гранулированные и дробленные угли[4]. В данной работе изучались хемосорбенты на углеродной матрице из дробленного активированного кокосового угля [5] и гранулированного древесного угля [6]. Были проведены исследования на определение  пористости, фракционного состава, суммарного объема пор.

Пористость, суммарный объем пор и фракционный состав  углеродных матриц определялись по методике [7]. Суммарный объем пор составил соответственно 0,8 г/см3.Результаты исследований занесены в таблицу 1.

Таблица 1. Свойства угольных пористых матриц.

Название образца

Фракционный состав, мм

Суммарная пористость, см3/г

кокосовый

1-2

0,8

древесный

2-2,5

0,79

Изготовление хемосорбентов заключалось в пропитке, термообработке и сушке исследованных активированных углей при определенных условиях. В качестве пропиточного раствора использовался водный раствор - сульфат меди CuSO4 концентрацией 20%. Для изготовления образцов использовали уголь мелкой (1 – 2 мм) [7].

Приготовленные хемосорбенты исследовались на определение статической и динамической адсорбционной емкости. Статическая адсорбционная емкость определялась эксикаторным методом [8]. Динамическая адсорбционная емкость хемосорбентов была исследована методом [8]. Результаты исследования статической адсорбционной емкости при различных концентрациях аммиака записаны в таблице 2.

Таблица 2. Результаты исследований определения статической адсорбционной емкости.

Название образца

Х1,см3 / г, при

Р/ Рs = 0,1

Х1,см3 / г, 

P/Ps  = 0,5

кокосовый

0,0909

0,4915

древесный

0,0165

0,3675

 

В ходе исследований, на поглощение аммиака было установлено время защитного действия и поглотительная способность.

Полученные результаты исследований сравнивались между собой.

Уголь кокосовый обладает большей суммарной пористостью, большим объемом микропор.

Так же по результатам исследований динамической адсорбционной емкости был построен график сравнения выходных кривых зависимости выходной концентрации аммиака от времени.

Так же по результатам исследований динамической адсорбционной емкости был построен график сравнения выходных кривых зависимости выходной концентрации аммиака от времени.

 

 

 

 

 

 

 

 


        

Рис.1. Выходные кривые зависимости выходной концентрации аммиака от времени.

         Из графика видно что, хемосорбент на угольной основе «древесный» обладает большим временем защитного действия, чем хемосорбент на угольной основе «кокосовый». По результатам исследований статической адсорбционной емкости «кокосовый» имеет большее значение.

Было установлено в результате сравнения, что лучшим поглотителем аммиака являются хемосорбенты полученные на угольной основе «кокосовый» ,так как он имеет большую пористую поверхность.

Литература

1.                Хемосорбенты на угольной основе. [Электронный ресурс]: http://www.univer.ws/yiyi/osnovi/787-hemosorbenty-na-aktivnoj-poristoj-osnove.html

2.                Кинле Х., Бадер Э. Активные угли и их промышленное применение. Л.: Химия, 1984. 216 с.

3.                Энциклопедический словарь нанотехнологий. [Электронный ресурс]: http://dic.academic.ru/dic.nsf/nanotechnology/262/хемосорбция

4.            Мухин В. М.. Тарасов А. В., Клушин В. Н. Активные угли России. – М.: Металлургия, 2000

5.           Патент № 2339573 РФ. Класс МПК CO1B31/08. Спсоб получения активного угля. Мухин В. М., Зубова И. Д., Чумаков В. П., Чебыкин В. В., Зубова И. Н. Заявитель – патентообладател – ОАО «Электростальское научно – производственное объединение «Неорганика». Заявл. – 13.08.2007 – опубл. – 27.11.2008

6.           Патент № 2331580 РФ. Класс МПК CO1B31/08. Передерий М. А., Маликов И. Н., Кураков Ю. И., Карасева М. С., Носкова Ю. И. Заявитель – патентообладатель – Передерий М. А., Маликов И. Н., Кураков Ю. И. заявл. - 07.12. 2006 – опубл. – 20. 08. 2008

7.           Патент № 2098177 РФ. Класс МПК ВО1J20/20, CO1B31/08. Способы получения хемосорбента. Внучкова В. А., Солин М. Н., Голубев В. П. и др. Заявитель – патентообладатель – «ОАО «Заря». заявл. – 17.09.1996 – опубл. – 10.12.1997

8.            Технические условия ОСГ – 4. ТУ 6110-122-05807954-01