Получение активированных углей из различных видов целлюлозосодержащего сырья с использованием ортофоcфорной кислоты

Исследована термохимическая деструкция различных целлюлозосодержащих растительных материалов: сосновые кора и опилки, льняная пакля и солома злаковых. Определены условия получения из них активированных углей с использованием ортофосфорной кислоты в качестве активатора. Установлено, что концентрация ортофосфорной кислоты 68 % является наиболее оптимальной для получения активированных углей из растительных материалов методом термохимической активации. Показано, что при одинаковых условиях проведения термохимического синтеза характеристики активированных углей определяются химическим составом исходного сырья. По данным низкотемпературной адсорбции-десорбции азота установлено, что все полученные активированные угли имеют высокую удельную поверхность (1 290–1 380 м²/г) и при этом содержат не менее 70 % мезопор с размерами более 2 нм и адсорбционную способность относительно метиленового голубого 420–610 мг/г. Полученные результаты позволяют сделать вывод, что метод термохимической активации растительных материалов ортофосфорной кислотой позволяет получать мезопористые угли, которые по существу являются новыми сорбентами, проявляющими высокую эффективность в процессах адсорбции.

1. Chemical and physical activation of olive-mill waste water to produce activated carbons / C. Moreno-Castilla, F. Carrasco-Marıń , M. López-Ramón, M. Alvarez-Merino // Carbon. – 2001. – Vol. 39, № 9. – P. 1415–1420. https://doi.org/10.1016/S0008-6223(00)00268-2

2. Sütcü, H. Production and characterization of activated carbons from Rhododendron ponticum L. by physical and chemical activation / H. Sütcü // Biomass Conversion and Biorefinery. – 2021. – № 11. – P. 1335–1341. https://doi.org/10.1007/s13399-019-00485-3

3. Suhas, Carrott P.J.M. Lignin – from natural adsorbent to activated carbon: A review Lignin / P.J.M. C1arrott Suhas, Carrott M.M.L. Ribeiro // Bioresource Technology. – 2007. – Vol. 98, № 12. – P. 230–2312. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2006.08.008

4. Hu, Z. Preparation of mesoporous high-surface-area activated carbon / Z. Hu, M. P. Srinivasan, Y. Ni // Advanced Materials. – 2000. – Vol. 12, № 1. – P. 62–65. https://doi.org/10.1002/(SICI)1521-4095(200001)12:13.0.CO;2-B

5. Адсорбция метиленового голубого энтеросорбентами различной природы / А. В. Лишай [и др.] // Журнал Белорусского государственного университета. Химия. – 2021. – № 1. – C. 58–74.

6. Дейнеко И. Н. Исследование химического состава коры сосны / И. Н. Дейнеко, И. В. Дейнеко, Л. П. Белов // Химия растительного сырья. – 2007. – № 1. – С. 19–24.

7. Карпунин, И. И. Химия льна и перспективные технологии его углубленной переработки / И. И. Карпунин, И. А. Голуб, П. П. Казакевич. – Минск: Беларус. навука, 2013. – 96 с.

8. Лоскутов, С. Р. Термический анализ древесины основных лесообразующих пород средней Сибири / С. Р. Лоскутов, О. А. Шапченкова, А. А. Анискина // Сибирский лесной журнал. – 2015. –№ 6. – С. 17–30.

9. Guo Y. Physical and chemical properties of carbons synthesized from xylan, cellulose and Kraft lignin by H3PO4 activation / Y. Guo, D. Rockstraw // Carbon. – 2006. – Vol. 44, № 8. – P. 1464–1475. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2005.12.002

10. Physisorption of gases, with special reference to the evaluation of surface area and pore size distribution (IUPAC Technical Report) / M. Thommes [et al.] // Pure and Applied Chemistry. – 2015. – Vol. 87, № 9–10. https://doi.org/10.1515/pac-2014-1117