Спосіб одержання наноструктурованого функціоналізованого вугілля

1. Спосіб одержання наноструктурованого функціоналізованого вугілля, що включає просочення при кімнатній температурі водним розчином вуглецевої сировини мезопоруватого кремнеземного темплату, карбонізацію просоченого темплату в присутності мінеральної кислоти і утворення вуглецево-кремнеземного композита, розчинення темплату, промивку одержаного вугілля, висушування з одержанням наноструктурованого функці 3 51239 4 матеріал потім окислюють у рідкій фазі для ствоАналіз відомих технічних рішень в даній обларення кисневмісних поверхневих функціональних сті хімії, опублікованих в доступних джерелах інгруп. Недоліком такого способу є використання формації дозволяє зробити висновок про відсутдорогих темплат та багатостадійність способу ність в них сукупності ознак запропонованого отримання вугілля. способу і визнати заявлене рішення таким, що Задачею, на вирішення якої спрямована коривідповідає критерію «новизна». При цьому в рісна модель, є розробка ефективної і економічної шеннях, які містять окремі розрізнювальні ознаки, технології синтезу наноструктурованого вугілля з проявляються інші властивості, які не приводять максимально можливою кількістю фосфоровмісдо результатів, досягнутих в заявленому рішенні, них поверхневих груп кислого характеру. а саме - підвищення продуктивності технологічноРозроблений для вирішення поставленої заго процесу при його спрощенні, збільшення виходу дачі спосіб одержання наноструктурованого функпродукту і його комплексоутворюючої здатності по ціоналізованого вугілля дає можливість одержати відношенню до катіонів важких металів, тобто сетехнічний результат, що полягає у підвищенні вилективності. ходу готової продукції, а також у більш високій Відомості, що підтверджують можливість здійтермостійкості і хімічній стабільності за рахунок снення корисної моделі, наведені в прикладах. модифікації вуглецевого адсорбенту фосфоровміПриклад 1. 50см3 силікагелю просочують розсними поверхневими групами. Технічний резульчином сахарози та фосфорної кислоти до коефіцітат даного способу полягає також у скороченні єнту просочення 1. Одержаний продукт завантатехнологічного процесу за рахунок вилучення стажують у кварцовий реактор, піддають дії потоку дій активування та окиснення. аргону із швидкістю 1-3 мл/хв. та вкладають у наСуть запропонованого способу полягає в тому, гріту до 800°С трубчасту піч на 30 хвилин. Після що у відомому способі одержання наноструктуроцього карбонізованний продукт охолоджують в ваного функціоналізованого вугілля шляхом прострумі аргону та вимивають темплат плавиковою сочування при кімнатній температурі водним розкислотою. Готове вугілля відмивають водою від чином вуглецевої сировини мезопоруватого залишків кислоти у екстракторі Сокслета до нейткремнеземного темплату, карбонізації просоченого ральної реакції. Вихід готового продукту складає темплату в присутності мінеральної кислоти і 38%, КОЄ - 4,07мекв/г. утворення вуглецево-кремнеземного композиту, Приклад 2. Процес проводять аналогічно прирозчинення неорганічного темплату, промивку кладу 1, за винятком того, що коефіцієнт просоодержаного вуглецевого матеріалу, його висушучення 0,75. Вихід готового продукту та величина вання з одержанням наноструктурованого функціКОЄ наведені у таблиці. оналізованого вугілля, відповідно заявленій корисПриклад 3. Процес проводять аналогічно приній моделі, як мінеральну кислоту використовують кладу 1, за винятком того, що пори темплату запофосфорну кислоту для утворення фосфоровмісвнюють лише розчином сахарози. Вихід готового них та кисневмісних функціональних поверхневих продукту та величина КОЄ наведені у таблиці. груп, як вуглецеву сировину використовують сахаЗ наведених у таблиці даних випливає, що зарозу у масовому співвідношенні вуглецева сиропропонований спосіб дає змогу одержати з висовина: фосфорна кислота = 1:0,25-1, причому функим виходом наноструктуроване функціоналізовакціоналізація відбувається одночасно з не вугілля, що має високу катіонообмінну ємність. карбонізацією. Оскільки успішному розвитку сучасної сорбЯк джерело фосфоровмісних функціональних ційної техніки в чималій мірі сприяє постійне підгруп можуть бути також використані фосфати, фовищення якості вугілля, обумовлене удосконаленсфат амонію. Для розчинення темплату викорисням способів його виробництва, можна вважати, товують плавикову кислоту. що запропонована корисна модель може стати При визначенні оптимальних режимів одеросновою для створення промислової технології жання наноструктурованого функціоналізованого виробництва наноструктурованого функціоналізовугілля були вибрані обмежуючі параметри, матеваного вугілля з високою сорбційною ємністю і ріал повинен мати катіонообмінну ємність (КОЄ) 4відтворюваними експлуатаційними характеристи4,4 ммоль/г за рахунок фосфоровмісних та киснеками. вмісних поверхневих груп при виході 31-47 %. Таблиця Приклад 1 2 3 Параметри технології отримання вугілля Коефіцієнт просочення 1 0,75 0 Вихід, % 38 42 31 Джерела використаної інформації: 1. Пат. США №4263268, опубл.1981. 2. Пат. США №6585948, опубл.2003. 3. Пат. України № 42910, опубл. у бюл. №10 за 2001р. Характеристика одержаного вугілля КОЄ, Вміст Р, Частка об'єму пор з розміром 1-6 мекв/г % нм, % 4,07 26,2 20 4,43 24,9 61 1,75 0,0 81 4. Functionalization of ordered mesoporous carbons synthesized with SBA-15 silica as template. M.J. Lázaro, L. Calvillo, E.G. Bordejé, R. Moliner, R. Juan, C.R. Ruiz, Micropor. Mesopor. Mater. 103 (2007) 158-165 (прототип). 5 Комп’ютерна верстка В. Мацело 51239 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601