Труды КНЦ вып.5 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 5/2015(31))

При определении сорбционной емкости по йоду проводили предварительную подготовку образца, состоящую в 1 0 -минутном кипячении 2 0 г угля в 2 0 0 см 3 0 . 2 н. раствора HQ с последующей отмывкой дистиллированной водой и сушкой в течение 1 ч при 110°С. Для определения 1 г угля встряхивают 15-30 мин со 100 см 3 0.1 н. раствора йода в KI (25 г/дм3), затем аликвоту (10 см3) титруют 0.1 н. раствором тиосульфата натрия (индикатор - крахмал) [ 1 0 ]. Текстуру поверхности полученных сорбентов изучали методом растровой электронной микроскопии на оптическом микроскопе MEIJI и электронном микроскопе Quanta 3D 200i. Для определения элементного состава сорбента, используемого в качестве материала для сравнения (сорбент, используемый в производстве противогазов ГП-7кБ-Оптим (Россия)), использовали рентгенофлуоресцентный анализ. Методика исследования сорбционного поглощения аммиака из воздуха. Сорбция аммиака изучалась на специально сконструированной установке. Исследование проводилось при комнатной температуре в динамических патронах диаметром 10 мм. В динамический патрон подавали газовоздушную смесь со скоростью 0.35 л/мин, получаемую путем пропускания воздуха в колбу-барботер, содержащую 50 мл 1Н раствора NH 4 OH. Скорость подачи воздуха в барботер регулировали с помощью реометра. На выходе из реактора газовоздушная смесь поступала в приемники с 50 мл 0.01Н раствора серной кислоты. Смену приемников производили через каждые 5 мин. Методом обратного титрования определяли количество аммиака, затраченного на нейтрализацию серной кислоты, содержащейся в приемнике. По результатам анализа вычисляли концентрацию аммиака в газовоздушном потоке на выходе из реактора. Степень очистки устанавливали, сопоставляя полученные данные с данными холостого опыта [ 1 1 ]. Результаты и их обсуждение В настоящей работе были получены сорбенты на основе минерального и растительного сырья, а также сорбенты, импрегнированные солями активных металлов: 1 ) сорбент на основе шунгита - № 1 ; 2 ) сорбент на основе древесины саксаула - № 2 ; 3) сорбент на основе скорлупы кокосов - № 3; 4) сорбент на основе косточек абрикосов - № 4; 5) сорбент на основе древесины сосны - № 5. Также для сравнения с полученными образцами были проведены аналогичные исследования активированных углей на основе березы (БАУ) - № 6 и сорбентов, импрегнированных солями переходных металлов, которые используются при производстве фильтрующе-поглощающих коробок противогазов (ГП-7кБ- Оптим, Россия), - № 7. В таблице 1 представлены физико-химические характеристики сорбентов. Таблица 1. Физико-химические характеристики сорбентов Сорбент Характеристика № 1 № 2 № 3 № 4 № 5 № 6 № 7 Площадь удельной поверхности, S, м2/г 245.5 367.8 664.7 815.9 624.95 715.25 625.9 Суммарный объем пор, см3/г 0.44 0.56 0.71 0.77 0.58 0.72 0.71 Зольность, % 27.56 4.93 5.56 5.77 4.35 3.85 6.52 Влажность, % 3.05 4.07 7.15 7.09 2.54 7.93 6.55 pH водной вытяжки 8.4 8.5 7.2 7.1 7.4 6.7 9.5 Адсорбционная активность по йоду, % 20.26 32.64 73.58 63.66 26.82 59.38 56.85 Из таблицы 1 видно, что сорбционные и эксплуатационные характеристики исследуемых сорбентов сопоставимы, а по некоторым показателям превосходят традиционные углеродные сорбенты на основе древесины березы и сорбенты, импрегнированные солями переходных металлов, которые используются при производстве фильтрующе-поглощающих коробок противогазов (ГП-7кБ-Оптим). Сорбенты на основе косточек абрикосов и скорлупы кокосов обладают развитым суммарным объемом пор и наибольшей удельной поверхностью, что свидетельствует о наличии развитого объема микропор. Для объяснения сорбционных характеристик сорбентов были изучены текстурные характеристики образцов методом сканирующей электронной микроскопии (SEM). Результаты электронно-микроскопического исследования сорбентов на основе косточек абрикосов и скорлупы кокосов показали, что их структура имеет трещины в углеродной матрице с большим количеством мезопор на поверхности, что объясняет их высокие показатели площади удельной поверхности; при рассмотрении снимков сканирующей микроскопии сорбента на основе древесины саксаула видно, что при малом увеличении наблюдается неразрушенная основа древесной ткани; в углеродной матрице сорбента на основе шунгита имеются хлопьевидные включения на поверхности (рис.). 529