ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ АКТИВНОЙ УГОЛЬНОЙ ТКАНИ И ХЕМОСОРБЕНТА НА ЕЕ ОСНОВЕ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ АММИАКА
Аннотация
Работа посвящена исследованию свойств активной угольной ткани как носителя хемосорбента для поглощения аммиака. Проведены исследования пористой структуры активной угольной ткани, в результате которых установлено, что она обладает развитой системой пор. Суммарный объем пор образца активной угольной ткани составляет 1,3 см3/г, при этом доля сорбционных пор составляет 38%, доля микропор в объеме сорбционных пор – 88%. Показано, что активная угольная ткань обладает гидрофобными свойствами. Проведено импрегнирование активной угольной ткани солями меди (II) с целью получения хемосорбента для поглощения аммиака. При нанесении сульфата меди (II) на активную угольную ткань на ее поверхности происходит кристаллизация добавки, что приводит к частичной блокировке сорбционных пор (снижение объема сорбционных пор составило 29,2%). На поверхности активной угольной ткани образуются кристаллиты сульфата меди (II), размеры которых находятся в довольно широком диапазоне (1,29-746 мкм). Кристаллиты хлорида меди (II) при нанесении на поверхность активной угольной ткани частично заполняют микро- и мезопоры, снижение объема микропор достигло 39,6%. Установлено, что в основном при нанесении добавки изменяется объем пор с полушириной щели 0,52-0,77 нм и 1,10-1,40 нм. Равновесную емкость поглощения аммиака хемосорбентами определяли в статических условиях. Показано, что наибольшей равновесной емкостью обладает хемосорбент с нанесенной добавкой хлорида меди (II). Равновесная емкость хемосорбентов по аммиаку, в основном, зависит от доступности поверхности сорбционного пространства активной угольной ткани (АУТ) для молекул аммиака.
Для цитирования:
Фарберова Е.А., Чащина Е.В., Смирнов С.А., Першин Е.А., Ходяшев Н.Б., Тиньгаева Е.А. Исследование свойств активной угольной ткани и хемосорбента на ее основе для поглощения аммиака. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 3. С. 95-103. DOI: 10.6060/ivkkt.20256803.7120.
Литература
Talipova M.V., Liang A.V., Shcherbak N.V. Development of filtering and sorbing materials in order to form an assortment of modern filters for gas masks and respirators. Lesnoy Vestn. 2023. N 1. P. 121-130 (in Russian). DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-121-133.
Farberova E.A., Tingaeva E.A., Maksimov A.C. Obtaining sorption material with bactericidal properties for use in water treatment. Vestn. PNIPU. Khim. Tekhnol. Biotekhnol. 2012. N 14. P. 193-197 (in Russian).
Samonin V.V., Podvyaznikov M.L., Spiridonova E.A. Promising directions for the use of carbon sorbent materials. Synthesis, properties and application of carbon adsorbents. M.: Izd-vo "Granitsa". 2021. P. 5-21 (in Russian).
Korobeinikova A.V., Astakhov V.S., Podpletneva G.V. Filter catalytic fibrous material and lightweight respirator for protection against carbon monoxide. Bezop. Zhiznedeyat. 2011. N 6. P. 2-7 (in Russian).
Kudryavtseva L.Yu., Ivakhnyuk G.K., Malinin V.R. Experimental assessment of the protective power resource of the Kama-A gasdust respirator. Zhurnal Prikl. Khimii. 1998. V. 71. N 8. P. 1403-1405 (in Russian).
Drobyshev V.M., Lyashenko S.E., Soboleva I.V. Study of the dependence of the properties of carbon fibrous adsorbents on the conditions for their production. Usp. Khimi Khim. Tekhnol. 2013. N 1. P. 102-110 (in Russian).
Cukierman A.-L. Development and Environmental Applications of Activated Carbon Cloths. International Scholarly Research Notices. 2013. 31 p. DOI: 10.1155/2013/261523.
Zemskova L.A. Modified carbon fibers: sorbents, electrode materials, catalysts. Vestn. DVO RAN. 2009. N 2. P. 39-52 (in Russian).
Zemskova L.A., Voight A.V., Kaydalova T.A. Organomineral composites of copper oxide/chitosan/carbon fi-ber obtained by electrodeposition. Zhurn. Prikl. Khim. 2012. V. 85. N 8. P. 1273-1281 (in Russian). DOI: 10.1134/S1070427212080137.
Zemskova L.A., Voight A.V., Barinov N.N. Composite sorbents based on synthetic manganese oxide and carbon fiber. Zhurn. Neorg. Khim. 2016. V. 61. N 12. P. 1628-1634 (in Russian). DOI: 10.7868/S0044457X16120229.
Gopinath A., Kadirvelu K. Strategies to design modified activated carbon fibers for the decontamination of water and air. Environ. Chem. Lett. 2018. V. 16. Р. 1137-1168. DOI: 10.1007/s10311-018-0740-9.
Mustafa L., Yermakhanova A., Ismailov M. The effect of carbon fabrics modification on the strength of carbon fiber reinforced plastic. Compex Use Mineral Resources. 2019. V. 309. N 2. P. 68-75. DOI: 10.31643/2019/6445.18.
Farberova E.A., Katysheva A. Yu., Smirnov S.A. Study of the possibility of using the chemical method of reducing fine metal particles to obtain bactericidal sorbents. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2020. V. 63. N 3. P. 46-53 (in Russian). DOI 10.6060/ivkkt.20206303.6047.
Kudryavtseva L.Yu., Farberova E.A., Ivakhnyuk G.K. Chemisorption materials for gas-dust respirators. Zhurn. Prikl. Khim. 1997. V. 70. 5. P. 751-754 (in Russian).
Farberova E.A., Tingaeva E.A., Kobeleva A.R. Ammonia and hydrogen sulfide absorber based on active coals and study of its properties. Butlerov. Soobshch. 2017. V. 50. N 6. P. 41-47 (in Russian).
Glushankov K.V., Kobeleva A.R., Farberova E.A. The effect of ultrasound treatment on the properties of an ammo-nia absorber intended for personal respiratory protection equipment. Кhimiya. Ekologiya. Urbanistika. Materials of the All-Russian Scientific and Practical Conference of young scientists, graduate students, students and schoolchildren (with international participation). Perm: Izd-vo PNIPU. 2017. Р. 472-476 (in Russian).
Farberova E.A., Tsukanova A.N., Smirnov S.A. The influence of individual factors on the formation of the crystalline phase of the active component and the properties of the carbon chemical absorber of ammonia and hydrogen sulfide. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 6. P. 27-36 (in Russian). DOI: 10.660/20226506.6540.
Tingaeva E.A. Farberova Е.A., Kuzminykh K.G. Investigation of the porous structure of materials. Fundamentals. Methods. Equipment. Perm: Izd-vo PNIPU. 2022. 78 p. (in Russian).
Farberova E.A., Tingaeva E.A., Kobeleva A.R. Technology for the production of active carbons and their use. Perm: Izd-vo PNIPU. 2018. 147 р. (in Russian).
Bogdan T.V. Crystal structures of binary compounds with covalent bonds. M: Izd-vo MGU. 2015. 30 p. (in Russian).
Kiper R.A. Physicochemical properties of substances. Handbook of Chemistry. Khabarovsk. 2013. 1016 p. (in Russian).
Tsukanova A.N., Farberova E.A., Khodyashev N.B., Kuzʼminykh K.G., Kazantsev A.L., Limonov N.V. Im-provement of method for producing chemical absorber of ammonia and hydrogen sulfide. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 3. P. 66-72 (in Russian). DOI: 10.6060/ ivkkt. 20216403.6270.
