Спосіб отримання пористого вуглецевого матеріалу з сапропелю

1. Спосіб отримання пористого вуглецевого матеріалу, що включає карбонізацію сапропелю з наступною активацією, який відрізняється тим, 3 16790 4 ля піддають автоклавній обробці водяною парою температурі 750-900 С природної органічної сиропри 200°С, а потім, без карбонізації, активують вини - бурого вугілля. Цей спосіб обрано за пропарогазовою сумішшю при 700-750°С. Спосіб дототип. зволяє одержати сорбенти, що містять 19,0-42,9% Недоліком відомого способу є те, що по ньому мікропор, 18,6-46,3% мезопор і 27,0-54,3% макнеможливо отримати мезо- і макропористі вуглеропор. цеві матеріали. Недоліком способу також є неможливість З патенту РФ №2264253 відомий спосіб отриотримання вуглецевих матеріалів з низьким вмісмання пористого вуглецевого матеріалу з природтом мікропор і високим вмістом макропор. ної органічної сировини, карбонізують сировину в З а.с. СРСР №1589465 відомий спосіб отринеокислювальному середовищі і активують киснемання активованого вугілля, що дозволяє підвивмісними агентами при температурі 750-900°С, як щити адсорбційну ємність по високомолекулярних сировину використовують сапропель з вмістом речовинах за рахунок збільшення об'єму макроорганічної речовини 55-98мас.%, перед карбонізапор. Відповідно до способу роздроблену шкарлупу цією його охолоджують до 0-(-50)°С, а карбонізафруктових кісточок обробляють розчином лугу, цію ведуть при 300-700°С до отримання сумарного промивають водою, обробляють 3-4 нормальним об'єму пор 0,3-2,5см3/г, середнього радіусу макророзчином соляної кислоти при об'ємному віднопор 100-5000нм при наступній функції розподілу шенні до шкарлупи 1,5-2,0 при 95-100°С, сушать, пір за розмірами: карбонізують при 180-350°С і термообробляють в пори радіусом більше 100нм 60-80%, радіусом інертному середовищі при 750-850°С. Спосіб до2-100нм 15-30% і радіусом менше 2нм - 1-10% від зволяє одержувати сорбенти з об'ємом макропор загального об'єму пір, потім активують до отри0,27-0,94см3/г. мання матеріалу з розподілом пір за розмірами: Недоліком відомого способу є те, що одночаспори радіусом більше 100нм 50-75%, радіусом 2но з макропорами сорбенти містять достатньо ве100нм 20-40% і радіусом менше 2нм - 1-15% від лику кількість мікропор - до 30-40%. Іншим недолізагального об'єму пор. ком способу є складність технології, що включає Цей спосіб та отриманий вуглецевий матеріал обробку сорбентів висококонцентрованими лугами було обрано за прототип. і кислотами з подальшою промивкою водою, внаНедоліком цього способу і отриманого матеріслідок чого утворюється великий об'єм шкідливих алу є значна сумарна частка мікро- та дрібних местічних вод. зопор в кінцевому продукті. З патенту РФ №2181073 відомий інертний маЗадачею корисної моделі є розробка вуглецекропористий носій і спосіб його отримання, що вого сорбенту, що має переважно макропористу включає сушку при 70-80°С дисперсного лігноцеструктурою для процесів адсорбції і каталізу та люлозного матеріалу (переважно - деревна тирса) способу отримання. в середовищі азоту, змішування лігноцелюлозного Спосіб отримання пористого вуглецевого маматеріалу з реагентами, карбонізацію при 230теріалу з сапропелю, в якому проводять карбоні280°С і охолоджування. Як реагенти використовузацію сапропелю з наступною активацією, що відють суміш галогенвмісних (фтористий калій або різняється від аналога тим, що сапропель перед натрій), сірковмісних (персульфат калію або елекарбонізацією охолоджують до температури 0-(ментна сірка) і кисневмісних речовин (перманганат 10)°С, карбонізацію ведуть при температурі 300калію). По цьому способу одержують матеріал з 700°С до отримання сумарного об’єму пор 0,05питомою поверхнею 0,1-1,0м2/г, об'ємом пор 3,73,5см3/г , а активацію ведуть до отримання матері4,2см3/г, об'ємом макропор 3,0см3/г, середнім раалу з розподілом за розмірами пор, % діусом пір близько 1000нм при наступному розпобільше 100нм 60,0-79,0 діленню пор за розмірами: пори радіусом менше 30-100нм 20,0-39,0 10нм - 1-5%, пори радіусом 10-100нм - 4-10%, поменше 30нм менше 1,0. ри радіусом 100-5000нм - 75-80%, пори більш Несподівано було виявлено, що зменшення 5000нм - 10-15%. Основне призначення сорбенту температури охолодження сапропелю перед карзбір нафти з поверхні води і ґрунту, використання бонізацією до інтервалу 0-(-10)°С дозволяє суттєяк матеріал теплоізоляції. во змінити фракційний склад отриманого пористоНедоліками відомого способу є його складго матеріалу: збільшеної кількості мезо- та ність і екологічна небезпека. Це обумовлено викомакропор та практично відсутніх мікропор. ристовуванням шкідливих, отруйних і екологічно Використання сапропелю з вмістом органічної небезпечних реагентів, наприклад фторидів і перречовини менше 30мас.% не дозволить отримати сульфатів. Потрібне ретельне очищення від шкідсорбенти із заявленими характеристиками. Окрім ливих і екологічно небезпечних реагентів як самих того, сорбенти будуть містити велику кількість місорбентів, так і стічних вод і відходів виробництва. неральних домішок, що негативно позначиться на Іншим недоліком таких сорбентів є те, що вони не сорбційній місткості, а також властивостях приговідрізняються стабільністю пористої структури і тованих на їх основі каталізаторів і сорбентів. Випараметрів ємності, особливо при дії температури, користання сапропелей з вмістом органічної речощо перевищує кінцеву температуру обробки, і місвини більше 98мас.% обмежено дефіцитністю і тять значну кількість водо- і органорозчинних ремалим об'ємом запасів такого сапропелю в родочовин. вищах. З патенту РФ №2114783 відомий спосіб отриОхолодження сапропелю перед карбонізацією мання вуглецевих сорбентів, що включає карбоніє принциповим та забезпечує отримання макропозацію при температурі 600-950°С і активацію при ристих сорбентів із заданим розподілом пор за 5 16790 6 розмірами. Це обумовлено тим, що при замерзанні гом°20хв. внутріклітинної води відбувається розрив стінок Далі сорбент охолоджують в інертному сереклітки з подальшим формуванням макропор при довищі до кімнатної температури із швидкістю карбонізації. Охолоджування також сприяє вида45 С/час. Отриманий сорбент має наступні фізиколенню зв'язаної води з сапропелю при подальшохімічні і адсорбційні властивості: 3 му нагріванні. Верхнє значення температури охоСумарний об'єм пор, см /г 0,30 лодження 0°С визначається температурою Об'єм пор з радіусом, %/V замерзання води, нижнє значення температурного >100нм 59 діапазону -10°С - тим, що більш низькі температу2-100мм 35 ри впливають негативно на створення саме мезо100нм 74,2