Az aranybányászathoz használt aktív szén minőség-ellenőrzésének sajátosságai. "A Szaha Köztársaság (Jakutia) természetes növényi és ásványi nyersanyagainak adszorpciós aktivitásának vizsgálata" Az aktív szén jód adszorpciós aktivitása

Függőleges aknás berendezésben az egyik oldalon 5-20 mm frakciójú szénréteget gyújtanak meg, a másik oldalról 100-400 m 3 /m 2 h fajlagos levegőfogyasztás mellett levegőt táplálnak be.

A találmány szénadszorbensek előállítására szolgáló eljárásokra vonatkozik, és a kémiai technológiában alkalmazható. Egy ismert eljárás szénadszorbens előállítására függőleges tengely típusú belső fűtésű berendezésben, amelyben az aktiválást gőzt, gázt és levegőt tartalmazó környezetben hajtják végre. Ennek a módszernek a hátrányai a külső hűtőközeg (forró gáz) szükségessége, az egyenetlen hőmérséklet-profil a rétegmagasság mentén, az alacsony adszorpciós aktivitás (a jódnál legfeljebb 25%), valamint az aktív szén fajlagos felülete, valamint a folyékony, ill. gőz pirolízis termékek a kipufogógázokban. A találmány megoldja az adszorbens (aktív szén) szénből történő előállítására szolgáló ismert eljárás fenti hátrányainak kiküszöbölését. Az így létrejövő hatás csökkenti a fajlagos energiafogyasztást és növeli a keletkező adszorbens adszorpciós aktivitását. A megadott műszaki hatást úgy érik el, hogy az akna típusú függőleges berendezésbe levegőt juttatnak, és a szénréteget a levegőellátással ellentétes oldalról gyújtják meg. 100-400 m 3 /m 2 h fajlagos levegőellátásnál az égési front a légáramlás irányába tolódik el, és az égésfront mögött szilárd, el nem égett szenet tartalmazó maradék marad. Ahogy az égési front mozog, a szénréteg egymás után áthalad a melegítés, szárítás és elszenesedés szakaszán. Többek között éghető komponenseket, például szén-monoxidot, hidrogént, folyékony és gáz halmazállapotú szénhidrogéneket tartalmazó karbonizációs termékek szilárd szénnel együtt reagálnak a levegő oxigénjével, égési frontot képezve, amelynek hőmérséklete eléri a 750-900 °C-ot. amelyre a levegő összes oxigénje reagál . Az égési front mögött redukciós zóna található, ahol az el nem égett szén intradiffúziós módban reagál a vízgőzzel, szén-dioxiddal és hidrogénnel, a porózus tér belsejében térfogat- és felületnövekedéssel, azaz a szilárd karbonizációs termék aktiválódásával. nem úgy mint létező módszer itt az aktiválás főként a szárítás és a karbonizáció, valamint az azt követő redoxreakciók során 600-900 °C hőmérsékleten képződő vízgőzzel és hidrogénnel történik, nem pedig szén-dioxiddal, amelynek molekuláinak permeabilitása és aktivitása ilyen körülmények között kisebb. Mivel a karbonizációs zónában képződő gáz 600-900 °C hőmérsékletű forró félökör rétegen halad át, majd friss szénnel nem érintkezik, ezért nem tartalmaz folyékony szénhidrogéneket (kátrányt) és felhasználható. mechanikai szennyeződésektől hűtés nélküli tisztítás után. A kapott szorbens minőségét a szén frakcionált összetétele befolyásolja. Nagy mennyiségű (1-5 mm-nél kisebb) finomszemcsét tartalmazó, nem szitált szén használatakor a réteg nagy ellenállása miatt az égésfront görbülete, kiégés, csatornázás lép fel. A 20 mm-nél nagyobb részecskék nem kellően áteresztők az aktiválószerrel szemben, és egyes esetekben a magjuk nincs elszenesedve (különösen a 40-50 mm-es részecskék). Így a 20-50 mm-es kezdeti méretű szénből nyert adszorbens jódszorpciós aktivitása 2-4-szer alacsonyabb volt, mint az 5-20 mm-es frakciójú szénből nyert adszorpciós aktivitása. Az adszorbens minősége és fajlagos hozama szempontjából a fajlagos levegőellátás a meghatározó. Ha a levegőellátás kisebb, mint 100 m 3 /m 2 h, az égési front hőmérséklete (700-750 °C) nem elegendő a jó minőségű szorbens előállításához (a jód adszorpciós aktivitása (GOST 6217-74) nem haladhatja meg a 30-35), az égési front sebességét, amely meghatározza a reaktor fajlagos termelékenységét, miközben ez 0,1-0,12 m/h. A levegőellátás növekedésével az adszorbens fajlagos hozama csökken, de az égési front sebessége 0,2-0,25 m/h-ra nő (400 m 3 /m 2 h fúvással), a fajlagos felület és az adszorpciós aktivitás Az adszorbens mennyisége, az utolsó két értéknél a 100-400 m 3 /m 2 h légszállítási tartományban van a csúcs. levegő oxigénnel történő visszatartása megtörténik, és a robbantási betáplálás további erőltetésével a folyamat egyszerű égésbe megy át. A különböző szinteken kiválasztott termék adszorpciós aktivitásában a készülék magassága mentén nem találtunk jelentős különbséget, ami arra enged következtetni, hogy a réteg magassága és a részecskék készülékben való tartózkodási ideje nem meghatározó tényező. Célszerű a levegő és a készülékből kilépő gáz keverékét fújásként használni. A keletkező gáz kalóriatartalma az égési frontban, minden más tényező változatlansága mellett, akár 4-5 kg/m 2 h-val növeli az adszorbens hozamot, ami a fajlagos hozam 10-szeres növekedését jelenti. 12%. A gáz levegőhöz való adagolása nem haladhatja meg az alsó gyúlékonysági határt (a gáz gyúlékonysági határértékei - a levegő térfogatának 25-70%-a), ellenkező esetben a keverék a készülékbe való belépés helye közelében meggyulladhat, és megzavarhatja a folyamatot. A végső szakaszban, amikor az égési front eléri a fúvatási szintet, az adszorbens kiürítése előtt célszerű a réteget vízgőzzel átfújni, miközben a jód adszorpciós aktivitása 2-5%-kal nő a gőzzel történő további aktiválás miatt. , a szénnél pedig, amelynek ásványi része vízben oldódó CaO-t tartalmaz, a kalcium-oxid hidratációja következik be. PÉLDA Egy 0,35 m átmérőjű, 1,5 m magasságú függőleges bányareaktorba 135 kg 5-20 mm frakciójú B2 (Borodino szén) szénnel van feltöltve, melynek műszaki és elemi összetétele a következő: Tömeg 30% , Ad 90%, CdAf 71%, Hdaf 5%, Odaf 22,5%, Ndaf 1%, Sdaf 0,5%, kalória 3700 kcal/m. A légfúvás alulról 35 m 3 /h áramlási sebességgel történik, a szenet pedig felülről gyújtják meg. 8 óra elteltével az égési front eléri a levegőellátási szintet, és a berendezés tehermentesül. Az adszorbens kibocsátása 37 kg, az eredeti szén 27,4%-a volt. Paraméterei a következők: páratartalom 0,5%, hamutartalom 21-28%, térfogatsűrűség 0,45 g / cm 3, kopásállóság (GOST 16188-70 szerint) 85-86%, teljes pórustérfogat 0,6 cm 3 / g, fajlagos pórusfelület 850 m 2 /g, adszorpciós aktivitás jódra (GOST 6217-74) - 68,6% és metilénkékre (GOST 6217-74) 28-60 mg/g. A gázkibocsátás 50 m 3 / h volt, összetétele a következő, %: CO 9, H 2 14, CO 2 10,2, CH 4 1,4, N 2 34,6, H 2 O 30,6, H 2 S 0,1, fűtőértéke 770 kcal/m 3, nincs gyanta, az átvitel kevesebb, mint 1 g/m 3. Ugyanezt az eredményt kapjuk, ha a levegőfúvást felülről tápláljuk be, és a szenesítést a berendezés alján hajtjuk végre. Így a javasolt módszer lehetővé teszi olyan adszorbens előállítását, amelynek jód adszorpciós aktivitása (GOST -6217-74) 60-70% és magasabb, fajlagos felülete 700-900 m 2 /g egy aknában. típusú készülék egy fokozatban külső hőellátás nélkül és légfúvással . A készülékben előállított, legfeljebb 800-850 kcal/m 3 fűtőértékű gáz kátrányt nem tartalmaz, környezetbarát tüzelőanyagként használható.

KÖVETELÉS

MÓDSZER SZÉNADSZORBENS ELŐÁLLÍTÁSÁRA, amely magában foglalja egy szénréteg hőkezelését függőleges aknás típusú berendezésben, amelyen keresztül levegőt vezetnek be, azzal jellemezve, hogy 5-20 mm-es frakciós szenet használnak, és egy rétegen keresztül levegőt vezetnek be. 100 - 400 m 3 /m 2 h fajlagos levegőfogyasztás mellett a levegőellátással ellentétes oldalról meggyújtott szén.

AZ OROSZ FÖDERÁCIÓ OKTATÁSI ÉS TUDOMÁNYOS MINISZTÉRIUMA

FGAO VPO „ÉSZAK-KELET SZÖVETSÉGI EGYETEM, NÉV NEVE N. M.K. AMMOSOVA

TERMÉSZETTUDOMÁNYI INTÉZET

ÁLTALÁNOS, ELEMZŐI ÉS FIZIKAI KÉMIAI TANSZÉK

A Szaha Köztársaság (Jakutia) természetes növényi és ásványi nyersanyagainak adszorpciós aktivitásának vizsgálata

Készítette: Gogoleva N.A.,

5. éves hallgató XO -10 YEN

Tudományos tanácsadó: Karataeva E.V.,

Művészet. általános tanszék tanára,

analitikai és fizikai kémia

Jakutszk, 2014

Bevezetés ……………………………………………………………………………… 3

Adszorpció ………………………………………………………………………….6

Enteroszorbensek …………………………………………………………………9

Nyersanyagok mechanokémiai aktiválása……………………………………………………

Spektrofotometriás kutatási módszer……………………………20

Rénszarvasmoha-, zeolitporok és kompozitjaik metilénkék adszorpciós aktivitásának vizsgálata……………………………………..21

Rénszarvasmoha-, zeolit-porok és kompozitjaik jód adszorpciós aktivitásának vizsgálata……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………

A rénszarvasmoha, zeolit ​​és kompozitjaik zselatinon való adszorpciós aktivitásának vizsgálata ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………….

A referencia szorbensek MC markerek, jód és zselatin, valamint rénszarvasmoha porok adszorpciós aktivitásának összehasonlító elemzése az irodalmi adatok alapján. zeolit ​​és kompozitjaik…………………..25

Az eredmények megvitatása……………………………………… ...................................26

Következtetések………………………………………………………………………………27

Felhasznált irodalom………………………………………………………28

Bevezetés

A távol-észak régiói hatalmas bioerőforrásokkal rendelkeznek, amelyeket jelenleg csak részben használnak ki, miközben a különböző tudomány és ipar területeinek egyre aktívabb képviselői kutatási tárgyként vonzzák a növényi és ásványi nyersanyagokat, ami annak köszönhető, hogy elérhetősége és gazdasági megvalósíthatósága.

Tulajdonságaikban egyedülállóak természeti erőforrásaink, köztük az úgynevezett "rénszarvasmoha" vagy rénszarvasmoha, valamint a zeolitok.

A téma relevanciája . A biotechnológia egyik fő területe a szorpciós anyagok fejlesztése és további felhasználása az orvostudományban és az orvosi iparban, mint az enteroszorpció nélkülözhetetlen anyagai. A különböző betegségekben termelődő mérgező anyagok testének megtisztítására szolgáló hatékony és biztonságos enteroszorbensek létrehozásának problémáját a különböző országok tudósai évek óta megoldják. A növényi eredetű enteroszorbensek számos előnnyel rendelkeznek: nem fejtik ki irritáló hatásukat a gyomor-bél traktusra, nem okoznak mellék- és toxikus hatásokat, valamint alkalmazásuk időtartama is hosszú.

Enteroszorbensként aktív szenet, szilikagéleket, zeolitokat, alumínium-szilikátokat, élelmi rostokat, szerves és kompozit szorbenseket használnak. De a széles választék ellenére hatékonyságuk nem mindig felel meg az orvosok és a betegek követelményeinek. Van egy vélemény, hogy az enteroszorbensek hosszú távú bevitele nemcsak a mérgező anyagok, hanem az olyan fontos összetevők eltávolításához vezet, mint a vitaminok, enzimek, immunglobulinok stb. Ezenkívül egyes enteroszorbenseknek számos ellenjavallata van.

A mű újdonsága : rénszarvasmoha por, mint mechanokémiai technológiával nyert enteroszorbens vizsgálata - a bioalapanyagok feldolgozásának új, környezetbarát módszere, amely egy hulladékmentes szakaszban történik, nem igényel nagy kiadásokat és meglehetősen könnyen használható.Mechanokémiai technológialehetővé teszi a különböző fiziológiailag aktív anyagok (PAS) biológiai aktivitásának és emészthetőségének növelését a rénszarvasmoha, például a lichenin és az izolichenin.

Célkitűzés : moha rénszarvasmoha por, zeolit ​​és kompozitjaik adszorpciós aktivitásának vizsgálata a kis molekulatömegű toxinok és egy fehérje jellegű kórokozó - zselatin - markerei szempontjából.

Feladatok :

moha- és zeolitporok adszorpciós aktivitásának meghatározására szolgáló módszerek tanulmányozása;

hasonlítsa össze az enteroszorbensek adszorpciós aktivitását és azonosítsa a leghatékonyabb szorbenst;

Mohamoha, zeolit ​​és kompozitjaik adszorpciós aktivitásának összehasonlítása az irodalmi adatok alapján referencia szorbensekkel.

Tanulmányi tárgyak :

Adszorbensek – a Cladonia nemzetség moharénszarvas porai és a zeolit:

1. minta – durva moha mohapor;

2. minta – mechanikusan aktivált rénszarvasmoha por;

3. minta – durva zeolitpor;

4. minta – mechanikusan aktivált zeolitpor;

5. minta - összetett rénszarvasmoha por - zeolit ​​10:1 arányú durva őrlés;

6. minta - por az összetett rénszarvasmoha - zeolit ​​10:1 arányban mechanikusan aktiválva;

7. minta - összetett rénszarvasmoha por - zeolit ​​20:1 arányú durva őrlés;

8. minta - kompozit rénszarvasmoha por - 20:1 arányú zeolit ​​mechanikusan aktiválva.

Jelölők : kis molekulatömegű toxinok - metilénkék és jód, fehérjetoxin - zselatin.

Meghatározás módja a jód adszorpciós aktivitását a GOST 6217-74 szerint végeztük; metilénkék esetében - a GOST 4453-74 szerint a szén adszorpciós aktivitásának meghatározására szolgáló módszer a metilénkék indikátor használatával; zselatinhoz - biuret reagens felhasználásával (A Szovjetunió Állami Gyógyszerkönyve. 11. kiadás M., 1990.)

Felszerelés:analitikai mérleg GOSMER VL - 210, shaker "HeidolphPromax2020" spektrométerLAMBDA-20 ( PERKINELMER).

METILÉNKÉK MAGEL, ZEOLIT POROK ÉS KOMPOZITJAIK ADSZORPCIÓS AKTIVITÁSÁNAK VIZSGÁLATA

Meghatározás módja

A rénszarvasmoha, zeolit ​​és kompozitjaik metilénkék adszorpciós aktivitásának meghatározására szolgáló módszert a GOST 4453 - 74 „Módszer a szén adszorpciós aktivitásának metilénkék indikátorral történő meghatározására” (módosítva) szerint végeztük.

Körülbelül 0,2 g szorbens (moha rénszarvas moha, zeolit ​​és kompozitjaik) 50 ml 0,15%-os metilénkék oldattal érintkezik 1 órán keresztül 140 ± 10 térfogatú rázógépen. min. A szorpció utáni egyensúlyi oldat meghatározása szűréssel történik, a szűrlet első 30 ml-ét kiöntjük, és a mechanikai deszorpció elkerülése érdekében megakadályozzuk a csapadék kiszáradását. A szűrlet 1 ml-ét egy mérőlombikban 500 ml-re hígítjuk, és az optikai sűrűséget spektrofotométerrel határozzuk meg körülbelül 664 ± 2 nm abszorpciós maximum mellett, 10 mm-es rétegvastagsággal a vízhez viszonyítva.

Ezzel párhuzamosan a munkastandard minta (WRS) MS oldatának optikai sűrűségét hasonló körülmények között határozzuk meg.

Meghatározási eredmények

2. táblázat . A rénszarvasmoha, zeolit ​​és kompozitjaik adszorpciós aktivitása MS szerint

minták

Yagel durva

Yagel mehan

Zeolit ​​durva

Zeolit ​​mehan

Komp 10:1 durva

10:1 mechanikus komp

Komp 20:1 durva

20:1 mechanikus komp

X, mg/g

21,4

22,6

16,7

19,4

20,2

22,2

21,4

21,5

6. A YAGEL, ZEOLIT POROK ÉS EZEK KOMPOZITJAI ADSZORPCIÓS AKTÍVÁSÁNAK VIZSGÁLATA JÓDRA VONATKOZÓAN

Meghatározás módja

A meghatározást a GOST 6217-74 "A jódszorbensek szorpciós aktivitásának meghatározása" szerint végeztük.

Körülbelül 1 g enteroszorbenst (a mérés eredményét 4. tizedesjegy pontossággal rögzítjük) egy 250 ml-es Erlenmeyer-lombikba helyezünk, és 100 ml jódoldatot adunk hozzá.KIdugóval le kell zárni, és percenként 30 percig kézzel rázzuk. Mechanikus rázógép jelenlétében a rázást folyamatosan végezzük 15 percig. Minimum 100-125 rezgés/perc intenzitással. Ezután hagyjuk leülepedni az oldatot, majd a lombikból pipettával óvatosan, hogy az enteroszorbens részecskéi ne kerüljenek be, 10 ml oldatot veszünk, 50 ml-es Erlenmeyer-lombikba helyezzük, és nátrium-tioszulfát oldattal titráljuk. . A titrálás végén adjunk hozzá 1 ml keményítőoldatot, és addig titráljuk, amíg a kék szín el nem tűnik. Ezzel egyidejűleg meghatározzuk az oldat kezdeti jódtartalmát, ehhez 10 ml jódoldatKIés nátrium-tioszulfát-oldattal titráljuk, és a titrálás végén keményítőoldatot adunk hozzá.

Meghatározási eredmények

3. táblázat A rénszarvasmoha, zeolit ​​és kompozitjaik adszorpciós aktivitása jódban

Próbálja meg

Yagel durva

Yagel mehan

Zeolit ​​durva

Zeolit ​​mehan

Komp 10:1 durva

10:1 mechanikus komp

Komp 20:1 durva

20:1 mechanikus komp

X, mg/g

30,1

32,7

26,3

27,9

29,7

32,5

31,6

31,6

7. YAGEL, ZEOLIT POR ÉS EZEK KOMPOZITJAI ZSELATIN ADSZORPCIÓS AKTÍVÁSÁNAK VIZSGÁLATA

Meghatározás módja

A módszer azon alapul, hogy lúgos közegben ibolya színű komplexet képeznek kétértékű rézionokból egy fehérjemolekula peptidkötéseivel.

A biuret reakció nem hajtható végre ammóniumsók jelenlétében a réz-ammónia komplexek képződése miatt.

1 ml 1-10 mg tesztfehérjét tartalmazó gyógyszeroldatot kémcsőbe helyezünk, hozzáadunk 4 ml biuret reagenst, összekeverjük és 30 percig állni hagyjuk. szobahőmérséklet. Az oldat optikai sűrűségét spektrofotométeren mérjük 540-650 nm hullámhosszon 10 mm rétegvastagságú küvettában. Referenciaoldatként ugyanezen reagensek keverékét kell használni, előkészítés nélkül.

Az oldatok optikai sűrűségének mérésével a kiválasztott hullámhosszon kalibrációs grafikont készítünk egy standard fehérjeminta 1-10 mg koncentrációtartományában.

4. táblázat . Moha rénszarvasmoha por, zeolit ​​és zeolittal alkotott kompozitjaik adszorpciós aktivitása (Х) zselatinon

Próbálja meg

Yagel durva

Yagel mehan

Zeolit ​​durva

Zeolit ​​mehan

Komp 10:1 durva

10:1 mechanikus komp

Komp 20:1 durva

20:1 mechanikus komp

X, mg/g

193,5

205,0

163,5

172,5

191,5

212,0

187,5

207,0

A REFERENCÉS SZORBENSEK MARKEREK – MS, JÓD ÉS ZSELATIN – ADSZORPCIÓS AKTIVITÁSÁNAK ÖSSZEHASONLÍTÓ ELEMZÉSE A YAGEL-, ZEOLIT- ÉS KOMPOZITJAIK ADSZORPCIÓS AKTIVITÁSÁVAL

5. táblázat . Szorbensek adszorpciós aktivitása

szorbens

Adszorpciós aktivitás, mg/g

metilénkékkel

a jódért

zselatin által

Yagel gr

21,4

30,1

193,5

Yagel mehan

22,6

32,7

205,0

Zeolit ​​gr

16,7

26,3

163,5

Zeolit ​​mehan

19,4

27,9

172,5

Összetétel 10:1 gr

20,2

29,7

191,5

10:1 mechanikus komp

22,2

32,5

212,0

Komp 20:1 gr

21,5

31,6

187,5

20:1 mechanikus komp

21,5

31,6

207,0

Polyphepan

15,4

29,3

141,7

aktív szén

16,8

31,0

150,4

Polysorb

13,2

26,7

135,2

Az eredmények megvitatása

A kutatás eredményeként és összehasonlító elemzés rénszarvasmoha-porok, zeolit ​​és kompozitjaik adszorpciós aktivitása a kis molekulatömegű toxinok – metilénkék és jód – markerei tekintetében, a leghatékonyabb szorbensek a mechanikusan aktivált, 10:1 és 20:1 arányú rénszarvasból álló kompozitok moha és zeolit, valamint mechanikusan aktivált rénszarvasmoha.

A zselatin adszorpciójára vonatkozó eredmények a rénszarvasmoha, a zeolit ​​és ezek kompozitjaiból származó enteroszorbens minták magas fehérjekötő aktivitására utalnak. Ez annak köszönhető, hogy a szorbensekben nagyszámú oxigéntartalmú funkciós csoport található, amelyek képesek a fehérjemolekulák megkötésére.

következtetéseket

A vizsgált objektumok nagy fajlagos felülettel rendelkeznek, és jól képesek adszorbeálni a kis molekulatömegű toxinok és protein toxin markereit, ami nemcsak a fejlett felülettel, hanem a mechanokémiai aktiváció miatti funkcionális csoportok számának növekedésével is összefüggésbe hozható. .

Telepítve:

a rénszarvasmohapor adszorpciós aktivitása magasabb, mint a zeolitporé;

a porok adszorpciós aktivitása a mechanikai aktiválás során megnő.

A rénszarvasmoha, zeolitpor és kompozitjaik szorpciós jellemzői hasonlóak (jód tekintetében), és meghaladják (MS és zselatin tekintetében) az ipari referencia enteroszorbensek jellemzőit.

Megállapítást nyert, hogy a mechanikusan aktivált, 10:1 arányban rénszarvasmohából és zeolitból, valamint 20:1 arányban mechanikusan aktivált természetes rénszarvasmohából álló biokompozitok a leghatékonyabbak.

Hivatkozások

Anshakova V.V., Sharina A.S., Karataeva E.V., Kershegolts B.M.Módszer szorpciós anyag előállítására zuzmó thalliból //Az Orosz Föderáció 2011130301 számú szabadalmi bejelentése 2011. július 20-án.

Anshakova V.V., Kershengolts B.M., Khlebny E.S., Shein A.A.Mechanokémiai technológiák biológiailag aktív anyagok zuzmókból való kinyerésére Az Orosz Tudományos Akadémia Szamarai Tudományos Központjának közleménye. - 2011. - V.13, 1. sz. - P.236-240.

V. F. Olontsev, A. A. Minkova, K. N. Generalova. A porított aktívszén és szénszálak adszorpciós aktivitására vonatkozó információkat közöljük. A vizsgálatokat a GOST 4453-74 szabvány szerint végezték. A bemutatott adatok szerves oldatokból történő adszorpciót mutatnak be. A méréseket a kalibrációs görbe szerint végezzük. Megjelenik a szénszál használatának lehetőségei az aktív szénhez képest.

Az aktív szén adszorpciós aktivitásának vizsgálata

Az aktív szén és a szénszál olyan szénanyagok képviselői, amelyeket az iparban és a vegytechnológiában szűrőrétegként használnak az agresszív folyadékok és gázok diszpergált szennyeződésektől való tisztítására, a levegő tisztítására, valamint a gázok és folyadékok feldolgozására, az utolsó értékes komponensek kivonására. , gyártási alapok személyi védelem légzőszervek.

Az aktív szén (AC) a szén legismertebb és legszélesebb körben használt módosítása. A porított szenet úgy állítják elő, hogy egy fát levegő hiányában elszenesítenek. A szén aktivitását az oldatok, szerves színezékek adszorpciós képességének vizsgálatával határozhatjuk meg.

A szén-grafit anyagok osztályába tartozó szénszálakat (CF) szerkezetileg számos jellemző jellemzi. Nemcsak az anyag (szál) sajátos formájától függenek, hanem a kezdeti polimerek orientált szerkezetétől is, amelyekből származnak.

A szén adszorbensek szerkezetére vonatkozó információk alapján megállapítható, hogy felületüket az aromás széngyűrűk hatszögletű rétegeivel párhuzamos mikrokristálysíkok és a van der Waals-erők által e rétegek lapjai által alkotott síkok kombinációja alkotja. Ezeken az aromás gyűrűk széli szénatomjaiból kialakított helyeken különféle funkciós csoportok létezhetnek.

Jelenleg nincs kellően megbízható adat a vizes oldatokból történő adszorpcióról, amely polimolekuláris adszorpciós rétegek kialakulására utalna. A színezékek adszorpciójával kapcsolatos kísérletekre támaszkodni sem lehet, hiszen még nagyon híg oldatokban is nagymértékben asszociálnak a festékionok, és asszociációjuk mértéke nem csak a koncentráció függvénye, hanem az erős tartalomtól is. elektrolitok (a szervetlen sók ionjai) és az oldat pH-ja. Ugyanezen okok miatt a felületaktív anyagok molekulái nem használhatók. Az oldott anyagok adszorpciós elméletének kidolgozásakor figyelembe kell venni, hogy az oldott anyag és az oldószer molekulák bármilyen aránya esetén az adszorbens teljes felületét teljesen beborítják az adszorbeált molekulák. Az oldatokból adszorbeálva az adszorbeált molekulák egyszerre vannak az adszorbens felület adszorpciós mezőjének és az oldószermolekuláknak a hatása alatt (amelyekkel a kölcsönhatási erők ellentétesek az adszorpciós erőkkel). Ennek eredményeként a fázishatáron (az adszorpciós rétegben) az oldott molekulák bizonyos orientációt kapnak.

Amikor az AC vagy HC molekulák felszívódnak az oldatból, fizikai adszorpció megy végbe. Ez elsősorban a van der Waals erőknek köszönhető. Ebben a folyamatban az adszorbeált vegyület nem megy keresztül kémiai változáson.

Az oldatokból történő adszorpció és a gázok és gőzök adszorpciója közötti alapvető különbség elsősorban abban rejlik, hogy az ilyen adszorpciónak mindig van kiszorító jellege, és az oldat komponenseinek a fázishatáron történő újraelosztásával valósul meg, nem pedig az oldat koncentrációjának fokozatos növelésével. az anyag az adszorbens felületén.

A szerves anyagok vizes oldatokból való fizikai adszorpciója a legkifejezettebb akkor, ha szénanyagokat használnak adszorbensként, mivel a vízmolekulák és a széntestek felületét alkotó szénatomok van der Waals kölcsönhatásának energiája sokkal kisebb, mint a diszperzió energiája. ezen atomok kölcsönhatása szerves molekulák szénvázának atomjaival. A szerves molekulák és az adszorbensek diszperziós kölcsönhatásának energiája különösen magas azokban az esetekben, amikor az adszorbens molekulák szénváza lapos szerkezetű, és konjugált rendszerrel és kötésekkel jellemezhető, mint például az aromás vegyületeknél. Az oldatkomponensek molekuláinak és a szén adszorbens felületének kölcsönhatásának energiáinak nagy különbsége a szerves anyagok kifejezett szelektív adszorpciójához vezet. Ez a szelektivitás meghatározza az adszorpció technológiai alkalmazását, és számos folyamat adszorpciós mechanizmusának alapja.

Az aktív szén adszorpciójának értékelése a különböző módszerekkel kapott eredmények alapján történik. Vessünk egy pillantást a különböző módszerekre.

A metilénkék adszorpciója képet ad az aktív szén felületéről, amelyet 1,5 nm-nél nagyobb átmérőjű pórusok alkotnak. A metilénkék molekula viszonylag nagy lineáris méretek A rétegrácsszerkezetű szilikátokon végzett adszorpciós kísérletekkel azonban azt találták, hogy három gyűrű rezonanciája miatt ennek a festéknek a molekulája lapos lemezként adszorbeálódik.

Az USA-ban a metilénkék számot a következőképpen határozzák meg: 15 mg porított szenet titrálunk keverés közben metilénkék oldattal (1 g/l), amíg 5 perc elteltével az oldat elszíneződése meg nem szűnik. A metilénkék milligrammjainak számát, amelyet 1 g aktív szén adszorbeál, a metilénkék számának tekintjük. A metilénkék standardoldat titere az USA metilénkék 7,5-ös számának felel meg.

A japán iparban a standard módszer a metilénkék 1,2 g/l koncentrációjú oldatból való adszorpcióján alapul. 5 perces aktív szénnel való rázatás után az oldatot előre átitatott metilénkék szűrőpapíron szűrjük. Ily módon a papíron lévő tintaveszteségből eredő hibák minimálisra csökkenthetők. A kísérletek számát addig növeljük, amíg el nem érjük a maradék standard színt.

fenol adszorpciója. Ezzel a módszerrel a Freundlich-izotermát különböző tömegű szénporon határozzák meg. Ezután grafikusan megbecsüljük az adszorpciós kapacitást 1 mg/l egyensúlyi fenolkoncentráció mellett, amelyet a fenol adszorpciós kapacitásának tekintünk.

Alkil-benzolszulfonát adszorpciója. Az ivó- és ipari víz készítésénél, valamint a szennyvíz kezelésénél az aktív szén kiválasztásánál sok esetben fontos jellemző az alkil-benzolszulfonát adszorpciója. A vizsgálatokat szénporon végzik. A Freundlich-izoterma meghatározása után az adszorpciós kapacitást az 1,0 és 0,1 ppm maradék koncentrációhoz viszonyítva határozzuk meg.

a jód adszorpciója. Ezzel a módszerrel az aktív szén jódszáma alatt azt a jódmennyiséget (mg) kell érteni, amely 1 g-ot por formában adszorbeálhat egy híg vizes jódoldatból; a jódoldat maradék egyensúlyi koncentrációja 0,02 N legyen. Feltételezzük, hogy ennél az értéknél a jód egyrétegű formában adszorbeálódik. Az aktív szén jódszáma és fajlagos felülete között összefüggés van, amely Bruner-Emmett-Teller (BET) módszerrel határozható meg. A jód főként az 1 nm-nél jóval nagyobb átmérőjű pórusok felületén adszorbeálódik, és nagy fajlagos felület esetén megnő a vékony pórusok aránya, amelyek a jódmolekulák számára nem hozzáférhetők.

Kísérleti technika. Az adszorpció meghatározásához a GOST 4453-74-ben bemutatott módszert választottuk. Ez a szabvány magában foglalja a porított aktív szén adszorpciós aktivitásának meghatározását, amelynek értékének meg kell felelnie a normának, és legalább 225 mg / g-nak kell lennie.

Íme a munkában használt aktív szén főbb fizikai és kémiai jellemzői. A derítő aktív szenet (OU-A) nyers szénből állítják elő gőz-gáz aktiválás, majd őrlés módszerével.

Tegyük le a következő következtetéseket. Az oldott szerves anyagok adszorpciója sok hátterében áll technológiai folyamatok. Különösen fontos a szorpciós eljárások alkalmazása a szerves anyagoktól való tisztítás technológiájában. Az adszorpciós aktivitást nemcsak a porózus szerkezet, hanem a nyersanyag is befolyásolja. A munka vizsgálati tárgyai az OU-A és az UV minőségű szén voltak. A HC használatának kilátásai az AC-hoz képest bebizonyosodtak. Az aktívszén rost nem csak rostos aktívszén, hanem rendkívül funkcionális tulajdonságokkal rendelkezik, amelyekkel a hagyományos szemcsés és porított aktív szén nem rendelkezik. Blagod

A zúzott szenet környezetbarát nyersanyagokból - nyírfából - állítják elő. A szén nagy porozitású, ami meghatározza a szorpciós képességét.

Csomagolás - zsák 10 kg

BAU-A szénárak:

125 000 rubel/tonna áfával együtt

Jellemzők

Az indikátor neve	Jelentése
Kinézet	Fekete szemcsék nélkül mechanikai szennyeződések
Szemcseméret:
>3,6 mm, %, nem több	2,5
3,6-1,0 mm, %, nem kevesebb	95,5
	2,0
Jód adszorpciós aktivitás, %, nem kevesebb, mint	60
Teljes pórustérfogat vízben, cm3/g, nem kevesebb, mint	1,6
Térfogatsűrűség, g/dm3, nem több	240
Hamu tömeghányada, %, nem több	6,0
Nedvesség tömeghányada, %, nem több	10,0

Leírás

A szenet elsősorban ipari üzemekben és gyárakban, valamint önkormányzati intézményekben specifikus szagok megszüntetésére, derítésre, íz javítására és a víz szennyeződésektől való megtisztítására szánják.

A szén porozitása és egyedi tulajdonságai miatt nagyon aktívan használják különféle folyadékok tisztítására a szennyeződésektől (a legkisebbtől a kőolajtermékek molekuláiig, fuselolajok és mások).

Felhasználási területek:

• Az aktív szenet leggyakrabban az alkoholos italgyártásban és a holdfény készítésében használják. A szenet a harmadik féltől származó szagok, oldhatatlan részecskék megszüntetésére, a szín tisztítására, az íz lágyítására és az ital egészének minőségének javítására is használják;
• desztillált víz előállítására és szennyező anyagoktól való tisztítására;
• a szenet kis térfogatú szűrőkben használják;
• valamint szennyvízkezelés különböző vállalkozásoknál és kazánházakban.

Jellemzők

• A harmadik féltől származó szagok, árnyalatok és vegyületek hatékony megszüntetése;
• széles PH tartomány;
• magas nedvszívó tulajdonságok;
• kopásállóság.

Fontos, hogy csak tisztított vizet fogyasszunk. Az aktív szén ígéretes és gazdaságos megoldás a szennyezett víz problémájára. A BAU-A-val történő tisztítás után a víz nem szennyeződik újra.

A szenet időnként vízzel le kell mosni, hogy eltávolítsuk a leülepedett részecskéket. A szorbens tulajdonságainak csökkenésével a szenet ki kell cserélni.