ВЛИЯНИЕ МОДИФИКАТОРОВ НА СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ КАРБОНИЗАЦИИИ ДРЕВЕСИНЫ СОСНЫ

  • Светлана (Svetlana) Ивановна (Ivanovna) Цыганова (Tsyganova) Институт химии и химической технологии СО РАН, Академгородок, 50/24, Красноярск, 660036
  • Елена (Elena) Валентиновна (Valentinovna) Мазурова (Mazurova) Институт химии и химической технологии СО РАН, Академгородок, 50/24, Красноярск, 660036
  • Галина (Galina) Николаевна (Nikolaevna) Бондаренко (Bondarenko) Институт химии и химической технологии СО РАН, Академгородок, 50/24, Красноярск, 660036
  • Ольга (Ol'ga) Юрьевна (Iur'evna) Фетисова (Fetisova) Институт химии и химической технологии СО РАН, Академгородок, 50/24, Красноярск, 660036
Ключевые слова: древесина сосны, модификаторы, карбонизация, пористый композит, структура

Аннотация

Получены пористые углеродсодержащие материалы из сосновых опилок, модифицированных FeCl3, ZnCl2 и H3PO4. Проведен сравнительный анализ их структуры и свойств при различных температурах карбонизации и последующей водной обработки, используя тепловую адсорбцию азота для определения удельной поверхности, электронную микроскопию и рентгенографический анализ. Выявлено, что в процессе нагревания образцов с H3PO4 формируется однородная аморфнокристаллическая структура продукта; при нагревании образцов с FeCl3 проявляются кристаллические железосодержащие фазы, включая магнетит, а при нагревании образцов с добавкой ZnCl2, образуются основные две фазы – аморфнокристаллическая и гексагональные кристаллиты оксида цинка, которые придают специальные свойства продуктам.

Показано, что добавка хлорида железа позволяет получить магнетит/углеродный композит с удельной поверхностью до 470 м2 г-1; добавка хлорида цинка в биомассу приводит к образованию оксид цинка/углерод композита с удельной поверхностью до 1900 м2 г-1; а добавка фосфорной кислоты приводит к полифосфатно-углеродной структуре с удельной поверхностью до 1300 м2 г-1. Выявлено, что пористость продукта связана главным образом с образованием водонерастворимых кристаллоподобных фрагментов в процессе карбонизации.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Светлана (Svetlana) Ивановна (Ivanovna) Цыганова (Tsyganova), Институт химии и химической технологии СО РАН, Академгородок, 50/24, Красноярск, 660036
старший научный сотрудник лабораторияи процессов синтеза и превращения углеводородов
Елена (Elena) Валентиновна (Valentinovna) Мазурова (Mazurova), Институт химии и химической технологии СО РАН, Академгородок, 50/24, Красноярск, 660036
научный сотрудник,  кандидат технических наук
Галина (Galina) Николаевна (Nikolaevna) Бондаренко (Bondarenko), Институт химии и химической технологии СО РАН, Академгородок, 50/24, Красноярск, 660036
научный сотрудник, кандидат химических наук
Ольга (Ol'ga) Юрьевна (Iur'evna) Фетисова (Fetisova), Институт химии и химической технологии СО РАН, Академгородок, 50/24, Красноярск, 660036
старший научный сотрудник, кандидат химических наук

Литература

Marsh H., Rodriguez-Reinoso F. Activated Carbon. Elsevier Ltd., 2006, 536 p.

Fenelonov V.B. Vvedenie v fizicheskuju himiju formirovanija supramolekuljarnoj struktury adsorbentov i katalizatorov. [Introduction to the physical chemistry of formation of supramolecular structure of adsorbents and catalysts]. Novosibirsk, 2002, 414 p. (in Russ.).

Munoz-Gonzalez Y., Arriagada-Acuna R., Soto-Garrido G., Garcıa-Lovera R. J. Chem Technol Biotechnol, 2009, vol. 84, pp. 39–47.

Derbyshire F., Jagtoyen M., Andrews R,. Rao A, Martın-Gullon I, Grulke E. In: Radovic, Editor, Chemistry and physics of carbon. Marcel Dekker, New York, 2001, vol. 27, pp. 1−66.

Tsyganova S., Patrushev V., Zhizhaev A. Wood Sci. Technol., 2015, pp. 869–878.

Tsyganova S.I., Zhizhaev A.M., Bondarenko G.N., Fetisova O.Iu. Khimiia rastitel'nogo syr'ia, 2015, no. 3, pp. 205–211. (in Russ.).

Kuznetsov B.N., Chesnokov N.V., Tsyganova S.I., Mikova N.M., Ivanov I.P., Ivanchenko N.M. Solid Fuel Chemistry, 2016, vol. 50, no. 1, pp. 23–30.

Tsyganova S.I., Korol’kova I.V., Chesnokov N.V., Kuznetsov B.N. Russian Journal of Bioorganic Chemistry, 2011, vol. 37, no. 7, pp. 809–813.

Hu J., Noked M., Gillette E., Han F., Gui Z., Wangc C., Bok Lee S. Journal of Materials Chemistry A, 2015, no. 3, pp. 21501–21510.

Fleker O., Borenstein A., Lavi R., Benisvy L., Ruthstein S., Aurbach D. Interface-Rich Materials and Assemblies, 2016, vol. 32, no. 19, pp. 4935–4944.

Setianingsih T., Kartini I., Arryanto Y. J. Pure App. Chem. Res., 2014, vol. 3, no. 3, pp. 114–122.

Swarnalatha S., Ganesh Kumar A., Sekaran G. J. Porous Mater., 2009, vol. 16, pp. 239–245.

Sui M., Gong P., Gu X. Front. Optoelectron, 2013, vol. 6, no. 4, pp. 386–412.

Kumar M.A., Jung S., Ji T. Sensors, 2011, vol. 11, pp. 5087−5111.

Kołodziejczak-Radzimska A., Jesionowski T. Materials, 2014, vol. 7, pp. 2833−2881.

Patent 2005137973 (JP). 2005.

Patent 101502789 (CN). 2009.

Afanas'ev S.V., Balakin V.M. Izvestiia Samarskogo nauchnogo tsentra RAN, 2014, vol. 16, no. 1, pp. 1682−1684. (in Russ.).

Опубликован
2016-10-05
Как цитировать
[1]
Цыганова (Tsyganova)С. (Svetlana) И. (Ivanovna), Мазурова (Mazurova)Е. (Elena) В. (Valentinovna), Бондаренко (Bondarenko)Г. (Galina) Н. (Nikolaevna) и Фетисова (Fetisova)О. (Ol’ga) Ю. (Iur’evna) 2016. ВЛИЯНИЕ МОДИФИКАТОРОВ НА СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ КАРБОНИЗАЦИИИ ДРЕВЕСИНЫ СОСНЫ. Химия растительного сырья. 4 (окт. 2016), 143-150. DOI:https://doi.org/10.14258/jcprm.2016041350.
Выпуск
Раздел
Технологии