Научная статья на тему 'Формирование наночастиц металлического серебра при химическом восстановлении микрокристаллов AgHal'

Формирование наночастиц металлического серебра при химическом восстановлении микрокристаллов AgHal Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
305
57
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
НАНОЧАСТИЦЫ / НАНОСТРУКТУРЫ / СЕРЕБРО / ВОССТАНОВЛЕНИЕ

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Лапсина П. В., Кагакин Е. И., Додонов В. Г.

Приведены результаты исследований возможности получения металлических наноструктур при химическом восстановлении твердых малорастворимых солей на примере получения серебра из AgHal. Показана принципиаль-ная возможность формирования таких структур и определены феноменологические возможности воздействий на исследуемые объекты с целью управления процессами формирования протяженных металлических наноструктур.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Лапсина П. В., Кагакин Е. И., Додонов В. Г.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Формирование наночастиц металлического серебра при химическом восстановлении микрокристаллов AgHal»

УДК 544.228

П.В. Лапсина, Е.И. Кагакин, В.Г. Додонов

ФОРМИРОВАНИЕ НАНОЧАСТИЦ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО СЕРЕБРА ПРИ ХИМИЧЕСКОМ ВОССТАНОВЛЕНИИ МИКРОКРИСТАЛЛОВ AgHal

Наночастицы представляют собой агрегаты атомов или ионов с размерами от 1 до сотен нанометров. Переход от макро- к наноразмерам приводит к изменению свойств частиц, в частности их реакционной способности. По геометрическому признаку частицы нанометровых размеров можно классифицировать на компактные и протяженные

- пленки и нитевидные [1-3]. По физическим и химическим свойствам компактные частицы отличаются от пленок. Нитевидные наноструктуры являются пространственно промежуточными между компактными и плоскими структурами, поэтому исследование их свойств может быть полезным для выяснения механизмов формирования тех или иных свойств наноструктурированного состояния вещества. Наиболее известным представителем нитевидных наноструктур являются углеродные нанотрубки и нановолокна. Для металлов также возможно формирование подобных протяженных структур, которые могут найти применение в различных процессах и устройствах. Из опыта технологии химико-

фотографической обработки (ХФО) известно, что при проявлении эмульсионных микрокристаллов образуется металлическое Ag, имеющее разнообразную геометрическую форму, в частности возможно формирование нитевидного серебра с диаметром нитей 10 - 20 нм [4,5].

В фотографической практике в зависимости от состава обрабатывающего раствора, условий экспонирования материала, параметров эмульсионного слоя различают несколько видов проявления микрокристаллов AgHal фотографической эмульсии, которые приводят к различным структурам серебра проявления:

1) регулярное (нормальное) проявление — начинается обычно с одного края микрокристалла, а затем быстро распространяется приблизительно круговым фронтом по всей поверхности;

2) нерегулярное проявление — начинается одновременно во многих точках микрокристалла, при этом серебро от центра проявления выталкивается в виде короткой нити, которая утолщается и медленно растет в длину;

3) смешанное проявление — представляет собой переходную форму от одного из первых двух типов проявления к другому;

4) взрывное проявление — заключается в выбросе из микрокристалла серебряных нитей;

5) диффузное проявление — начинается одновременно во многих точках поверхности кристалла, покрывающегося многочисленными черными пятнами, которые постепенно соединяются

в одно.

Нами была предпринята попытка получения металлических наноразмерных структур Ag с использованием методов ХФО. Для этого экспонированные образцы фотографической пленки обрабатывали раствором проявителя УП-2М. После остановки проявления следовал процесс удаления не восстановленного AgHal (фиксирование). Полученные образцы исследовались методом малоуглового рассеяния рентгеновских лучей[6].

Полученные результаты показывают, что в процессе проявления микрокристаллов AgHal фотографической эмульсии образования нитевидного Ag не происходит, а формируются изолированные объемные частицы металлического серебра размером порядка 20-30 нм. Характерный профиль функций распределения неоднородностей по размерам, рассчитанных в первом приближении по модели однородных сфер (рис. 1), позволяет предполагать, что исследуемые частицы имеют форму сплюснутых эллипсоидов вращения (ю ~ 0.35). Функции распределения, рассчитанные по эллипсоидной модели (рис. 2), получаются гораздо более узкими и одномодальными [7,8].

Отсутствие филументарного (нитевидного) Ag может указывать на то, что нитевидные структуры предпочтительно формируются в процессе электрохимического восстановления микрокристаллов AgHal, не имеющих внешних пространственных ограничений (например, в виде близкорасположенных микрокристаллов или прочных полимерных капсул). На основании полученных экспериментальных данных можно предположить возможные причины формирования компактных наночастиц серебра при проявлении микрокристаллов AgHal.

Традиционно считается, что микрокристаллы AgHal в эмульсионном слое после экспонирования, имеют небольшое число центров скрытого изображения (до нескольких десятков) [9,10], которые и приводят к образованию серебра нитевидной или кристаллической структуры при восстановлении микрокристалла. Однако, в нашем эксперименте вместо ожидаемого филументарно-го Ag или компактных частиц, имеющих размер, сопоставимый с размером исходного кристалла AgHal (0,3-0,5 мкм), в процессе проявления были получены компактные частицы металлического Ag со средним размером 20-30 нм. На основании этого, можно предположить, что на поверхности эмульсионных микрокристаллов расположено число центров проявления, многократно превышающее количество центров скрытого изображе-

ния (принято считать, что их количество на одном кристалле не превышает 1-2 десятков) и каждый из них превращается в наноразмерную частицу Ag со средним размером 20-30 нм. Можно представить и, что развитию нитевидной структуры металлического Ag в процессе проявления препятствует капсулирование желатиной микрокристаллов AgHal. В результате образуются «квазинити", замыкающиеся на поверхность кристалла и формирующие новые точки восстановления серебра из AgHal.

Исходя из этих предположений, для получения филументарного серебра использовали микрокристаллы AgHal, лишенные плотной желатиновой оболочки. Образцы фотографической пленки обработали панкреатином для разрушения же-

латины, полученную дисперсию распределили в водно-желатиновом растворе, нанесли на триацетатную подложку и без предварительного высушивания обработали проявителем различной концентрации. На рис. 3 представлены функции распределения полученных частиц серебра по размерам. Согласно результатам компьютерного моделирования, характерное поведение данных функций при больших значениях ё (наличие протяженной пологой правой ветви) свидетельствует о возможной анизометрии частиц в одном направлении (нитевидности). При этом положение главного максимума функции распределения (20 нм) характеризует размер поперечного сечения нити. Появление дополнительных максимумов в области 5060 нм может указывать на формирование разветв-

Dm о. е.

Dm(d), о. е.

О

. А

Рис. 1. Массовые функции распределения по размерам частиц серебра, рассчитанные по кривым интенсивности малоуглового рентгеновского рассеяния в приближении однородных сфер. 1 - дисперсия Ag (экспонированный и проявленный образец); 2 -дисперсия Ag (экспонированный, проявленный и фиксированный образец).

1)т (с(), о. е.

1

о

. А

Рис. 2. Массовые функции распределения по размерам частиц серебра, рассчитанные по кривым интенсивности малоуглового рентгеновского рассеяния в приближении эллипсоидов вращения с осевым отношением c/a = 0.35/1 -дисперсия Ag (экспонированный и проявленный образец); 2 - дисперсия Ag (экспонированный, проявленный и фиксированный образец).

Рис. 3. Массовые функции распределения по размерам частиц серебра, полученных с использованием микрокристаллов AgHal, лишенных плотной желатиновой оболочки. 1 - обработка в разбавленном (1:10) проявителе; 2 - обработка в неразбавленном проявителе.

/ ^ О. 6.

Рис. 4. Массовые функции распределения по размерам частиц серебра, полученных с использованием плоских микрокристаллов AgHal, лишенных плотной желатиновой оболочки. 1 - обработка в неразбавленном проявителе; 2 - обработка в разбавленном (1:10) проявителе.

ленной (возможно, фрактальной) структуры металлического серебра в процессе проявления образцов, полученных таким способом.

Возможно, на морфологические особенности восстановленного серебра оказывают влияние не только условия ФХО обработки, но и морфология микрокристаллов AgHal. Чтобы проверить влияние габитуса (формы) микрокристаллов AgHal на структуру восстановленного серебра, в качестве образцов для ХФО использовали плоские кристаллы, лишенные связующей среды (желатины). Образцы обработали разбавленным и неразбавленным проявителем УП-2М. Результаты, полученные методом малоуглового рассеяния рентгеновских лучей, позволяют предполагать, что в процессе проявления плоских микрокристаллов AgHal формируется нитевидное серебро, свернутое в клубки с характерным размером 60-80 нм. Этот эффект наиболее ярко проявляется при использовании разбавленного проявителя (рис. 4). Аналогичные по форме распределения были получены при обработке золей бромида серебра. Единственным существенным отличием является расположение характерных максимумов на кри-

вых - они соответствуют размерам20 - 25 и 100 -125 нм. Электронная микрофотография такой серебряной структуры представлена на рис. 5.

Известно, что металлическое серебро является парамагнитным материалом, поэтому справедливо можно предположить, что внешнее магнитное поле будет оказывать влияние на процессы формирования частиц серебра при электрохимическом восстановлении микрокристаллов AgHal.

Для проверки этого предположения было проведено электрохимическое восстановление AgHal в магнитном поле напряженностью 5 - 25 мТл. Установлено, что металлическое серебро, полученное в магнитном поле, имеет фрактальную (разветвленную протяженную) структуру, состоящую из нитевидных фрагментов длиной порядка 0.4-0.5 мкм. Во всех исследованных нами случаях длина дифрагирующих фрагментов может во много раз превышать размеры поперечного сечения. Небольшие величины магнитного поля изменяют форму металлической частицы. Серебро, полученное в магнитном поле с Н=5мТл, имеет более рыхлую ориентированную в пространстве структуру (рис. 6). Предварительные результа-

ты показывают, что эффект воздействия магнитного поля, вероятно, уменьшается с увеличением его напряженности - при напряженности более 10 мТл внешний вид получаемые частицы не отличаются от частиц, полученных в отсутствии магнитного поля.

На основании полученных эксперименталь-

ных данных было установлено, что формирование различной структуры металлического серебра в процессе химического восстановления микрокристаллов AgHal зависит как от условий проведения обработки, так и от морфологии и формы самих кристаллов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Андриевский Р. А. Размерные эффекты в нанокристаллических материалах. I. Особенности структуры. Термодинамика. Фазовые равновесия. Кинетические явления / Андриевский Р. А., Глезер А. М. // Физика металлов и металловедение. - 1999. - Т. 88. - № 1.-С. 50-73.

2. Андриевский Р.А. Наноструктурные материалы / Андриевский Р.А., Рагуля А.В. // М.: Издательский центр «Академия», 2005.

3. Сергеев Г.Б. Нанохимия/ Сергеев Г.Б.// М.: Университетский книжный дом, 2006.

4. Миура Т. И. Исследование механизмов проявления с помощью электронного микроскопа. Пер. с япон./ Миура Т. И. //Хихон сясин гаккайси, 1983, т.46, No1, с.18-22.

5. Чибисов К.В. Фотографическое проявление/ Чибисов К.В.// М.: Наука, 1989.

6. СвергунД. И. Рентгеновское и нейтронное малоугловое рассеяние/ Свергун Д. И., Фейгин Л. А.// М.: “Наука” - 1986 .

7. Dodonov V.G. The improved method of particle size distribution analysis from the small-angle X-ray scattering data/ Dodonov V.G. // Z. Kristallogr. Supplied issue, 1991, No 4, P. 102.

8. Додонов В.Г. Применение малоуглового рассеяния для анализа структуры неоднородных материалов. Пакет прикладных программ / Додонов В. Г. // IX Международн. конф. по радиационной физике и химии неорганических материалов РФХ-9. Тез.докл, Томск, 1996, С. 139-140.

9. Джеймс Т.Х. Теория фотографического процесса/ Джеймс Т.Х.// Л.: Химия, 1980.

10. Белоус В.М. Люминесцентные исследования процессов, происходящих при ХС галогеносеребряных эмульсий/ Белоус В.М.// Успехи научной фотографии. М.: Наука, 1989, т.25.

□ Авторы статьи:

Лапсина Полина Владимировна

- аспирант каф. химической технологии твердого топлива и экологии КузГТУ, Тел.8(3842)39-63-07

Кагакин Евгений Иванович

- докт. хим. наук, профессор каф. химической технологии твердого топлива и экологии КузГТУ Email: [email protected]

Додонов Вадим Георгиевич

- канд.физ.-мат.наук, доцент КемГУ

Email: [email protected]

УДК 662.74 : 541.183

Н.И. Федорова, О.С. Гладкова, Ю.Ф. Патраков

СОРБЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ БУРЫХ УГЛЕЙ

ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ

Канско-Ачинский угольный бассейн является крупнейшим в Восточной Сибири. Угли на территории бассейна известны с XVIII века, их полукустарная добыча осуществлялась в 1905-1917 гг., планомерное изучение и освоение бассейна начато в 30-х годах прошлого столетия. Угли в основном бурые - малозольные и малосернистые, незначительно различаются по степени углефикации. Отражательная способность витринита изменяется от 0.32 до 0.46%. Угли некрепкие и быстро разрушаются на поверхности и на выходах пластов [1]. В результате исследований бурых углей установлены малая эффективность их обогащения и ограниченная возможность брикетирования. Данный вид топлива в основном находит применение для энергетических нужд.

Разведанные запасы бурого угля в бассейне

83.1, предварительно оцененные 32.7 млрд т; из них 98% пригодных для отработки открытым способом. В настоящее время разрабатываются 8 месторождений: Назаровское, Ирша-Бородинское и Березовское крупными разрезами. Более мелкими угольными предприятиями - Итатское, Больше-сырское, Абаканское и Переяславское месторождения [2].

Добыча угля на Большесырском месторождении ведется с 1965 года открытым способом (разрез «Балахтинский»). В настоящее время производственная мощность разреза 350 тыс. тонн угля в год. Разрез разрабатывает мощный пласт «Верх-несырский», средней мощностью - 19,0 м. простого строения. По степени устойчивости марочного состава угля - единая марка по всему полю разреза с весьма устойчивыми показателями класса, кате-

гории, типа и подтипа углей (классификация по ГОСТ 25543 - 88) - Уголь марки 3БР (бурый, рядовой), показатель отражения витринита -0,46 %, код - 0412005.

Уголь, добываемый на разрезе, уникален среди других бурых углей и по своим характеристикам. Угли Верхнесырского пласта группы 3Б относятся к самым лучшим углям Канско-Ачинского бассейна. Они сухие (со средней пластовой влагой 22%), малозольные (до 5,0%) и с высокой низшей теплотой сгорания 4920 ккал/кг. Уголь может использоваться для пылевидного и слоевого сжигания как на крупных ТЭЦ и ГРЭС, так и в коммунально-бытовом секторе.

На сегодняшний день развитие угольных месторождений Восточной Сибири практически полностью зависит от спроса на уголь со стороны электростанций Красноярского края, Иркутской и Читинской областей. При существующей системе тарифообразования на железнодорожном транспорте поставка бурых углей на большие расстояния (на Урал и в центр России) экономически нецелесообразна, так как затраты на перевозку угольного топлива достаточно высоки (до 70% в цене конечного продукта). Выходом из такого положения может быть организация на угледобывающих территориях крупнотоннажной переработки добываемого угля в продукцию более ценную и удобную для транспортировки. Следовательно, нетопливные пути использования ископаемых углей нуждаются в существенной разработке, технико-экономической оценке и широкой практической реализации.

Одно из наиболее перспективных направлений нетопливного использования углей - переработка в сорбционные материалы различного назначения, позволяющая получать товарную продукцию, которая пользуется повышенным спросом и по стоимости значительно превышает исходное сырье. Например, считается, что бурые угли Канско-Ачинского бассейна являются перспективным сырьем для производства углеродных сорбентов (УС) [3,4].

Формирование пористой структуры сорбентов зависит от многих факторов, в том числе от особенностей надмолекулярной организации исходного угля, содержания гетероатомных функциональных групп и их состава, условий измельчения, карбонизации и активации.

Цель проведенного исследования - изучение влияния условий предварительного измельчения бурого угля на сорбционные свойства углеродных сорбентов, получаемых на его основе.

В качестве объекта исследования использовали товарную пробу бурого угля марки 3Б с разреза «Балахтинский», предварительно измельченную на щековой дробилке до размера частиц < 0.5 см.

Для сопоставительного анализа предварительное измельчение угля проводили на лабораторной роторной мельнице «Ри1уегаейе 14» фир-

мы «Fritsch» (Германия) при вращении рабочего органа 8000 об/мин и мельнице-активаторе планетарно-центробежного типа АГО-2 (разработка ИХТТиМ СО РАН) в течение 10 мин в воздушной среде. В качестве воздействующих тел на АГО-2 использовали стальные шары диаметром 8 мм, центробежное ускорение 60 g. Применяли барабан вместимостью 100 см3, в который на 1/3 объема загружали шары, на 1/3 - исследуемый объект. Такая загрузка соответствует ударно-

истирающему режиму и обеспечивает максимальное воздействие мелющих тел на исследуемый объект. Во время работы барабаны охлаждали водой для исключения значительного перегрева материала.

Карбонизацию угольных образцов проводили в керамических тиглях с крышкой в муфельном шкафу с плавным подъемом температуры (»2 град/мин) от 25 до 9000С и выдержкой при конечной температуре в течение 2 часов. Активацию карбонизованных остатков (КО) осуществляли в трубчатой печи при температуре 9000С углекислым газом, подаваемым со скоростью 0.5 мл/с в расчете на 1 грамм образца в течение 10, 20 и 30 мин. Удельную поверхность (SBet, м2/г) определяли по низкотемпературной адсорбции азота на приборе «Сорбтометр-М» с использованием метода БЭТ. Активность полученных материалов оценивали по адсорбции паров бензола (АБ, мг/г) и йода (АИ, мг/г) в статических условиях. Также использовали удельные адсорбционные характеристики в расчете на 1 м2 поверхности активных углей - параметры АИ/ SBet и АБ/ SBet, мг/м2, и удельный прирост величины поверхности AS в расчете на 1% убыли массы карбонизата в процессе его активации (AS/a , м2/%).

Содержание кислорода в «активной» форме определяли по сумме его количества в виде фенольных, карбонильных и карбоксильных групп, а в «неактивной» форме - по их разности. Количество карбонильных групп определяли по реакции с гидроксиламином солянокислым, карбоксильных - ацетатным методом, сумму карбоксильных и гидроксильных - ионным обменом с гидроксидом натрия.

ИК-спектры образцов углей регистрировали на Фурье-спектрометре «Инфралюм-ФТ-801» в области 400-4000 см-1. При определении оптической плотности полос в качестве базовой линии принимали прямую, проведенную между максимумами пропускания в области 650 и 1800 см-1.

Характеристики исследованных угольных образцов, а также карбонизатов, полученных на их основе приведены в табл. 1 и 2. Установлено, что в результате механоактивационной обработки в аппарате АГО-2 в угольном образце возрастает величина атомного отношения Н/С при одновременном уменьшении отношения О/С сопровождающее увеличением содержания кислорода в «активной» форме (табл. 2). Рост количества «ак-

Таблица 1. Характеристика исследованных образцов*

Образец Технический анализ, % Элементный состав, % на ёа( Н/С О/С

Wa Лй С Н 0+№8

угольные образцы

Б исх 3.0 3.4 73.2 4.7 22.1 0.77 0.23

Бмо 7.0 3.6 73.9 4.9 21.2 0.79 0.22

карбонизаты

Б исх 0.4 6.2 97.3 0.4 2.3 0.05 0.02

Бмо 0.6 6.8 96.9 0.5 2.6 0.06 0.02

*мо - обработка в аппарате АГО-2

Таблица 2. Распределение кислорода по функциональным группам

Образец Функциональный состав, мг-экв/г ому Содержание кислорода, % на ііа/ Выход карбонизата, % на ОМУ

>С=О -СООН -ОН «актив-ного» «неактив- ного»

угольные образцы

Б исх 2.34 0.56 2.65 7.90 14.20 53.2

Бмо 3.05 0.61 3.45 9.90 11.30 51.1

карбонизаты

Б исх 1.63 - 0.73 2.20 0.10 -

Бмо 2.45 - 0.79 2.50 0.10 -

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

тивных» О-групп может быть связан с уменьшением «неактивных» форм кислорода, вероятно, за счет эфирных и хиноидных. Хиноидные группы относятся к карбонильным, но не определяются по реакции с гидроксиламином солянокислым и по разнице относятся к «неактивному» кислороду.

Перераспределение кислорода по структурным группам качественно подтвержается данными ИК-спектроскопии. Изменения в ИК-спектрах механообработанного угля характеризуются увеличением интенсивности полос поглощения ОН-групп фенолов (320-3400 см-1), спиртов (1050, 1100 см-1) и С=О-карбонильных (1650-1780 см-1). Слабо изменяются интенсивности полос поглощения СНх-алифатических (2920, 2850, 1380 см-1), СН-ароматических (3040, 700-870 см-1).

Ультратонкий помол и формирование на поверхности угольных частиц различных кислородсодержащих групп меняет характер процесса карбонизации. Уменьшение размера частиц при пиролизе облегчает выход летучих продуктов и значительно уменьшает эффект вторичного «науглероживания» стенок пор. В результате чего наблюдается незначительное снижение выхода карбони-зованного остатка (КО), полученного из механо-обработанного угля (табл. 2). При этом следует отметить, что КО из данного угля характеризуется большей величиной атомного отношения О/С, большим содержанием кислорода в «активной» форме и обладает достаточно развитой удельной поверхностью (табл. 3).

Основная цель процесса активации - развитие

Таблица 3. Адсорбционные характеристики карбонизованных остатков

§бвъ м2/г Адсорбционная активность

Образец А* мг/г Аи, мг/г аб/ 8бвт мг/м2 аи/ §бвт мг/м2

Б исх 108 162 125 1.5 1.2

Бмо 163 172 330 1.1 2.0

Таблица 4. Изменение адсорбционных характеристик углеродных сорбентов от времени углекислотной активации

Обра- зец Время активации, мин Степень обгара (а), % масс 8бвъ м2/г Д8/а, м2/% Адсорбционная активность

А^ мг/г А® мг/г аб/ 8бвт мг/м2 аи/ §бвт мг/м2

10 21 135 1.3 166 330 1.2 2.4

Бисх 20 30 154 1.5 200 360 1.3 2.3

30 40 175 1.7 300 410 1.7 2.3

10 26 400 9.1 330 740 0.8 1.9

Бмо 20 34 520 10.5 430 860 0.8 1.6

30 46 640 10.4 570 990 0.9 1.5

структуры пор во всем объеме активируемой частицы, другими словами, требуется создание условий реагирования углерода с газом-носителем во всем объеме частицы. Для соблюдения этого требования необходим доступ окислителя к центру частицы, что может быть обеспечено соответствующей текстурой активируемой частицы и условиями проведения процесса активации [5]. Формируемая в процессе карбонизации механообра-ботанного угля углеродная структура имеет более высокую реакционную способность по отношению к СО2.

Из табл. 4 видно, что после 10 мин активации данного образца образуется углеродный материал с 8вет=400 м2/г, когда как исходный образец не достигает данной величины и после 30 мин углекислотной обработки.

Считается, что адсорбция йода определяется величиной удельной поверхности образца и мало чувствительна к среднему диаметру пор [6], а сорбционная способность по бензолу в большей степени зависит от объема микропор и степени конденсированности [7]. Следовательно, из бурого угля, подвергнутого измельчению в аппарате АГО-2, в результате углекислотной активации образуется УС с высокой удельной поверхностью, развитой микропористой структурой и, вероятно, с достаточно высокой степенью конденсирован-ностью углеродного каркаса. Можно полагать, что размерный фактор угольных частиц и их карбони-затов способствует снятию кинетических и диффузионных ограничений в процессе активации, обеспечивает более быстрое и глубокое проникновение молекул окислителя к внутренней поверхности углеродных частиц, уменьшает обгар внешней поверхности и транспортных макропор,

тем самым, способствуя развитию микропористости получаемых УС.

Полученные углеродные материалы из меха-нообработанных углей в аппарате АГО-2 по своим сорбционным характеристикам не уступают некоторым промышленным активным углям. Например, широко применяемый для очистки воды активный уголь марки БАУ-МФ имеет удельную поверхность 400-500 м2/г и сорбционную активность по бензолу порядка 60% [8].

Применение адсорбционных материалов, полученных из бурого угля, измельченного на роторном дезинтеграторе, несмотря на относительно невысокие пористые характеристики, может быть в экономическом отношении весьма целесообразно даже при однократном использовании, поскольку для их получения используется доступное и относительно дешевое сырье.

Таким образом, бурые угли Большесырского месторождения (разрез «Балахтинский») можно использовать для получения углеродных адсорбентов. При изучении влияния различных условий предварительного измельчения бурых углей установлено, что максимальные значения удельной поверхности и адсорбционной активности по бензолу и йоду имеет углеродный сорбент, полученный в результате механообработки исходного угля в аппарате АГО-2.

Работа выполнена при финансовой поддержке Интеграционного проекта №104 «Стимулирование термохимических превращений твердых горючих ископаемых методами активирующего физического и химического воздействия с целью создания научных основ энергосберегающих технологий глубокой переработки бурых углей Монголии и Восточной Сибири (РФ)»

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Еремин И.В. Петрография и физические свойства углей / И.В. Еремин, В.В. Лебедев, Д.А. Цикарев // М.: Недра, 1980. - 263 с.

2. Справочник геолога-угольщика. - М.: Недра, 1991. - 363 с.

3. Еремин И.В. Марочный состав углей и их рациональное использование / И.В. Еремин, Т.М. Броновец // М.: Недра, 1994. - 254 с.

4. Углеродные адсорбенты из канско-ачинского бурого угля / А.О. Еремина [и др.] // Химия - XXI век: новые технологии, новые продукты : сб. тез. докл. / Кемерово, 2007. - С. 152-154.

5. Передерий М.А. Углеродные сорбенты из ископаемых углей: состояние проблемы и перспективы развития / М.А. Передерий // Химия твердого топлива, 2005. - №1. - С. 76-89.

6. Шендрик Т.Г. Адсорбционные свойства активированного угля из лигнина / Т.Г. Шендрик [и др.] // Химия твердого топлива, 2007. - №1. - С. 44-50.

7. Поконова Ю.В. Модифицированные угольные адсорбенты / Ю.В. Поконова, Л.И. Заверткина, А.И. Грабовский // Химия твердого топлива, 1990. - №2. - С. 105-110.

8. Мухин В.М. Активные угли России / В.М. Мухин, А.В. Тарасов, В.Н. Клишин // М.: Металлургия, 2000. - 352 с.

□ Авторы статьи:

Федорова Наталья Ивановна

- канд. хим. наук, с.н.с. Института углехимии и химического материаловедения СО РАН ЕшаД:Леш.@кешпе1.га

Гладкова Ольга Сергеевна - вед. инж. Института углехимии и химического материаловедения СО РАН Тел. 8(3842)36-55-86

Патраков Юрий Федорович - докт. хим. наук, зав. лабораторией Института угля СО РАН Тел. 8(3842)36-34-10 Email: [email protected]

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.