Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Пилипейко.doc
Скачиваний:
8
Добавлен:
23.09.2019
Размер:
974.34 Кб
Скачать

Федеральное агентство по образованию

Московская Государственная Академия Тонкой Химической Технологии им. М. В. Ломоносова

Каф. технологии нефтехимического

синтеза и искусственного жидкого

топлива им. А. Н. Башкирова

Диссертация

На соискание степени магистра по магистерской программе 550808 (химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов).

Тема: ”Получение сорбентов на основе углеродных нановолокон

Зав. кафедрой, д. х. н. проф. Третьяков В. Ф.

Руководитель, к. т. н., доц. Николаев А. И.

Соискатель студент гр. БМ – 66 Пилипейко А. Ю.

Москва 2006

Содержание:

Федеральное агентство по образованию 1

Содержание: 3

Введение 5

1.Литературный обзор. 7

1.1. Углерод – углеродные материалы на основе ТУ. 7

1.1.1. Заполнение пористого пространства пироуглеродом (зауглероживание). 7

1.1.2. Формирование пористой структуры в процессе активации уплотненной матрицы. 20

1.1.3. Модифицирование поверхностных свойств углеродных носителей 25

1.1.4. Свойства пористых УУКМ, типа “Сибунит”. 26

1.2. Углеродные нановолокна 27

1.2.2. Морфология УНВ 28

2. Экспериментальная часть. 31

2.1. Определение адсорбционной активности по метиловому оранжевому 31

2.1.1. Построение градуировочного графика 31

2.1.2. Проведение анализа 31

2.2. Метод КомпАС. 32

2.2.1. Определение удельной адсорбционной поверхности углеродных материалов по методу КомпАс 33

2.2.2 Определение структурности и дисперсности углеродных материалов по методу КомпАС 35

2.3. Отработка методики определения окислительной стабильности углеродных материалов 38

2.3.1. Неизотермический режим. 39

2.3.2. Изотермический режим. 44

2.4.Результаты исследований и их обсуждение 50

2.4.1.Изучение свойств исходных материалов 50

2.4.2. Изучение закономерностей уплотнения пиролитическим углеродом исходных материалов и свойств образующегося продукта 55

2.4.3. Изучение закономерностей активации уплотненных материалов и свойств образующегося продукта 57

2.5. Сравнение сорбционных характеристик полученных УУКМ с характеристиками существующих сорбентов такого типа. 61

Выводы 62

Список литературы: 63

Введение

Углеродные материалы находят широкое применение в промышленности. Они обладают высокой механической прочностью, термостойкостью и высокой устойчивостью к агрессивным средам. Благодаря высокоразвитой, пористой структуре, они могут использоваться в каталитических процессах, в качестве носителей, и в процессах сорбции. В настоящее время, для сорбции из газовых и жидких фаз широко применяются активированные угли, отечественных марок, как БАУ-А, ДАУ, БАУ-МВ, ОУ-А, ОУ-В, АГ – и зарубежного производства NWC, LO-SIL [1]. Также применяют углеродные материалы на основе нефтяных пеков, коксов, полиакрилонитриловых волокон и множества других полимерных наполнителей.

Следует отметить, что наиболее перспективные материалы для процессов сорбции считаются углерод – углеродные композиционные материала (УУКМ), обладающих более высокой сорбционной активностью, в сравнении с углями [1 - 3].

Научно – исследовательские работы в области композиционных материалов типа углерод – углерод начаты в 60 – х годах в США, что стимулировано, главным образом, развитием производств углеродных волокон и необходимостью создания конструкционных материалов с новыми функциональными возможностями для ряда областей военной промышленности. Поэтому публикаций тех лет, связанных с углерод – углеродными композиционными материалами (УУКМ) практически нет для большего круга обозревателей. В СССР сообщения о работах в этой области появились в начале 70 – х годов.

На данный момент времени, промышленность выпускает ограниченный ассортимент углерод – углеродных композиционных материалов. Это в основном материалы на основе технического углерода (ТУ), обладающие микропористой структурой, что накладывает ограничения на их использование в промышленности. Отметим, что на основе технического углерода разработаны пористые материалы типа ’’Сибунита’’, которые обладают регулируемой пористой структурой, удельной адсорбционной поверхностью и химическим составом поверхностных группировок. Это позволило использовать сибунит как носитель палладиевых и сульфидных катализаторов, сорбентом из жидкой фазы [2].

По нашему мнению, расширить возможности таких материалов можно путем создания композиционных материалов на основе углеродных нанотрубок (УНВ). Предпосылками к чему было то, что УНВ обладают цилиндрической формой пор, а не сферической, как у технического углерода, что обуславливает изначально более развитое пористое пространство. Также по сорбционной активности УНВ также превосходят практически все, выпускаемые промышленностью виды технического углерода.

Целью данной работы является изучение закономерностей получения углерод - углеродного композиционного материала на основе углеродных нановолокон и изучение свойств образующегося материала.