ХЕМОСОРБЕНТЫ НА ОСНОВЕ АКТИВНОЙ УГОЛЬНОЙ ТКАНИ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ АММИАКА ИЗ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ
Аннотация
Работа посвящена исследованию свойств хемосорбентов на основе активированной углеродной ткани (АУТ), импрегнированной добавками хлоридов кобальта (II), никеля (II) и меди (II). Проведен анализ состава и структурных характеристик используемых солей хлоридов. Получена серия образцов хемосорбентов методом пропитки АУТ растворами выбранных солей, изучено влияние концентрации пропиточных растворов хлоридов и времени их контакта с АУТ при погружении на содержание активной добавки в образцах. Установлено, что формирующиеся кристаллиты хлорида меди (II) и хлорида кобальта (II) на поверхности активной угольной ткани имеют размеры в интервале 0,042 – 4,88 и 0,821 – 5,37 мкм соответственно, а при осаждении хлорида никеля (II) на поверхности АУТ образуются кристаллиты значительно меньших размеров: 0,179 – 0,592 мкм. Исследования образцов хемосорбентов по поглощению аммиака из воздуха в статических условиях, показали, что наибольшей сорбционной емкостью по аммиаку (191±10 мг NH3/ г сорбента) обладают образцы с добавкой хлорида никеля (II), полученные при концентрации пропиточного раствора 200 г/дм3 и времени контакта 60 мин. При нанесении активных компонентов на АУТ значения параметров пористой структуры по сравнению с исходной существенно снижаются. Однако для образца, импрегнированного в оптимальных условиях добавкой хлорида никеля наблюдалось увеличение объема мезапор до 0,1 см3 (40%), что существенно повлияло на сорбционную емкость по аммиаку. Сформулированы практические рекомендации по проведению процесса кристаллизации активной составляющей на поверхности активной угольной ткани. Предложено использовать пропиточные растворы хлоридов с концентрацией 200 г/дм3, а процесс осуществлять в течение 40-60 мин.
Для цитирования:
Чащина Е.В., Фарберова Е.А., Тиньгаева Е.А., Ходяшев Н.Б. Хемосорбенты на основе активной угольной ткани для поглощения аммиака из газовых смесей. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2026. Т. 69. Вып. 1. С. 21-28. DOI: 10.6060/ivkkt.20266901.7248.
Литература
Olontsev V.F., Minkova A.A., Generalova K.N. Nanoporous carbon fibrous adsorbents and chemisorbents for use in sorption and environmental engineering. Vestn. PNIPU. Khim. Tekhnol. Biotekhnol. 2013. N 1. P. 179-190 (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).
Genis A.V., Kuznetsov A.V. Promising developments in the production of fibrous polymer sorbents. Ros. Khim. Zhurn. 2019. V. 63. N 1. P. 27-45 (in Russian). DOI: 10.6060/rcj.2019631.2.
Meleshko A.I., Polovnikov S.P. Carbon. Carbon fibers. Carbon composites. M.: Sajnspress. 2007. 192 p. (in Russian).
Perepelkin K.E. Modern chemical fibers and prospects for their use i the textile industry. Ros. Khim. Zhurn. 2002. V. 46. P. 31-48 (in Russian).
Menshova I.M., Averina Y.M., Zabolotnaya E. Carbon fibers in adsorption processes. ChemChemTech. [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 3. P. 52-58 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20236603.6715.
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., 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.
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).
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. Khim Khim. Tekhnol. 2013. N 1. P. 102-110 (in Russian).
Bandosz T.J., Petit C. On the reactive adsorption of ammo-nia on activated carbons modified by impregnation with inorganic compounds. J. Colloid Interface Sci. 2009. V. 338. N 2. P. 329-345. DOI: 10.1016/j.jcis.2009.06.039.
Petit C., Karwacki C., Peterson G., Bandosz T.J. Interactions of Ammonia with the Surface of Microporous Carbon Impregnated with Transition Metal Chlorides. J. Phys. Chem. 2007. V. 111. N 34. P. 12705-12714. DOI: 10.1021/jp072066n.
Brunko. T.G., Lazerko G.A., Morozova A.A., Ermolenko I.N. Ammonia absorption by fibrous carbon sorbents with salt additive. Zhurn. Priklad. Khim. 1978. V. 51. N 1. P. 67-71 (in Russian).
Kudryavtseva L.Yu., Farberova E.A., Ivakhnyuk G.K. Chemisorption materials for gasdust respirators. Zhurn. Prikl. Khim. 1997. V. 70. N 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. Effect of ultrasound treatment on the properties of an ammonia absorber intended for personal respiratory protective equipment. Tez. doc. All-Russia. scientific-practical. conf. young scientists, graduate students, students and schoolchildren. Perm': Izd-vo PNIPU. 2017. P. 472-476 (in Russian).
Peregudov Y.S., Plotnikova S.E., Gorbunova E.M., Timkova A.V., Kim K.B., Niftaliev S.I. Study of ammonia sorption from gasair medium by modified ionexchange fibers. Sorbtsionn. Khromatograf. Protsessy. 2021. V. 21. N 3. P. 347-359 (in Russian).
Talipova M.V., Liang A.V., Shcherbak N.V. Develop-ment of filtering and sorbing materials in order to form an assortment of modern filters for gas masks and respirators. Lesnoiy Vestn. 2023. N 1. P. 121-130 (in Russian). DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-121-133.
Farberova E.A., Chashchina E.V., Smirnov S.A., Pershin E.A., Khodyashev N.B., Tingaeva E.A. Study of the properties of active coal fabric and chemisorbent based on it for ammonia absorption. ChemChemTech. [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2025. V. 68. N 3. P. 95-103 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20256803.7120.
Sokolova T.S., Starkova G.A., Farberova E.A. Chemistry. Properties of simple substances and compounds. Perm': Izd-vo PNIPU. 2019. 54 p. (in Russian).
