Ладычук Дмитрий Владимирович. Сорбционные и структурные характеристики углеродных адсорбентов

Короткий опис

Ладычук Дмитрий Владимирович. Сорбционные и структурные характеристики углеродных адсорбентов : диссертация ... кандидата химических наук : 02.00.04.- Йошкар-Ола, 2000.- 129 с.: ил. РГБ ОД, 61 01-2/194-2

Марийский государственный технический университет
ЛАДЫЧУК Дмитрий Владимирович
СОРБЦИОННЫЕ И СТРУКТУРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
УГЛЕРОДНЫХ АДСОРБЕНТОВ
02.00.04 - физическая химия
ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата химических наук
Научный руководитель: доктор химических наук,
профессор Грунин Ю.Б. Научный консультант: кандидат химических наук,
доцент Гогелашвили Г.Ш.
Йошкар-Ола - 2000
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Структура и физико-химические свойства различных углеродных адсорбентов
1.1.1. Сорбционные, ионообменные и каталитические свойства окисленных
углей 7
1.1.2. Структура и свойства активных углей, полученных из металлоподобных
карбидов 13
1.1.3. Структура и свойства активных углей, полученных из солеобразных
карбидов 1 б
1.1.4. Структура и свойства пористых углеродных материалов из
технического углерода 17
1.1.5. Углеродные микропористые адсорбенты 18
1.1.6. Непористые углеродные адсорбенты 21
1.1.7. Активные угли с однородно-пористой структурой 23
1.2. Адсорбционные процессы на различных углеродных адсорбентах.
1.2.1. Адсорбция неорганических веществ на углеродных адсорбентах 24
1.2.2. Адсорбция органических веществ на углеродных адсорбентах 27
1.2.3. Адсорбция неорганических и органических веществ на окисленных
углеродных адсорбентах 32
1.2.4. Адсорбция неорганических и органических веществ углеродными
адсорбентами из растворов 34
1.2.5. Структура углеродных адсорбентов и состояние адсорбата 40
1.3. Основы импульсного метода ЯМР и его применимость к анализу
системы углеродный адсорбент-вода 44
1.4. Выводы из обзора литературы и постановка задач экспериментальной
части работы 50
2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1. Характеристика объектов исследования 53
2.2 Методики подготовки образцов 55
2.3. Аппаратурный комплекс ЯМР 56
2.3.1. Характеристики импульсных релаксометров ЯМР 56
2.3.2. Методики измерения времён ядерной магнитной релаксации 5 8
2.4, Погрешности измерений 66
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Определение и оценка количества активных центров в углеродных
адсорбентах 68
3.2. Исследование влияния температуры на состояние активной поверхности
углеродных адсорбентов 76
3.3. Установление взаимосвязи между структурными характеристиками углеродных адсорбентов и параметрами ядерной магнитной релаксации 86
3.4. Термодинамика связанной воды в углеродных адсорбентах 99
3.5. Исследование структуры и сорбционных свойств углеродных
адсорбентов, подвергнутых химическому и термическому воздействиям 106 ВЫВОДЫ 119
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 120

Список літератури

ВЫВОДЫ
1. Разработан и предложен способ определения количества адсорбционных центров в углеродных адсорбентах на основе импульсного метода ЯМР. Обнаружена возможность определения ПАЦ в порах размером, соизмеримым с диаметром молекулы воды.
2. С помощью импульсного метода ЯМР исследовано изменение структуры углеродных адсорбентов при температурных воздействиях. Показано, что при 300—400°С происходит практически полная десорбция воды из УА, а при 500°С начинается разрушение поверхностных функциональных групп с выделением СО и С02.
3. Установлена зависимость между параметрами ядерной магнитной релаксации и структурой углеродных адсорбентов. Найдено, что величина времени спин—спиновой релаксации для УА определяется содержанием первичных адсорбционных центров.
4. При определении термодинамических параметров системы углеродный адсорбент—вода установлено, что величины энергии активации, энтальпии и энтропии адсорбции прямопропорциональны количеству первичных адсорбционных центров и обратнопропорциональны радиусу пор.
Термическая и химическая обработка углеродных адсорбентов приводит к изменению их структурных и сорбционных свойств. При увеличении температуры и концентрации NaOH наблюдается рост количества первичных адсорбционных центров, радиусов и объемов пор, возрастает сорбирующая способность углеродных адсорбентов