3

Министерство образования и науки Российской Федерации.

Московская государственная академия

тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова.

Кафедра Технологии нефтехимического синтеза

и искусственного жидкого топлива им. А.Н. Башкирова.

Диссертация

На соискание степени магистра по программе 550808

“ Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов”

Тема: Газификация дисперсного углерода в токе диоксида углерода.

Руководитель магистерской программой,

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

Руководитель от МИТХТ, к.т.н., доц. Пешнев Б. В.

Консультант:

по экспериментальной части, к.т.н., ст.н.с. Эстрин Р. И.

Соискатель, студент гр. БМ-66 Жариков Е.С..

Москва, 2004 г.

Содержание.

1. Введение.……………………………………………………………………………..3

2. Литературный обзор.………………………………………………..……………….5

1. Строение и свойства технического углерода………………...…………………….5

1. Строение и механизм образования технического углерода…...….………………5

2. Свойства сажи и методы их анализа..……..………………………….....................7

2. 2.1.3. Адсорбционные свойства. Методы их исследования…………….……………..14

2.1.4. Метод комплексного анализа саж (метод “КомпАС”)…………………...………16

5. Метод дериватографии……………………………………………………………..21

2.2. Способы получения саж…....………………………………………………………28

2.2.1. Получение печной сажи……………………………………………………………28

2. Получение канальной сажи…………………..…………………………………….29

3. Получение термической сажи………….…………………………………………..30

4. Получение ацетиленовой сажи……...……………………………………………..31

3. Экспериментальная часть…………………………………………………………..32

1. Постановка задачи исследования…………………………………………………..32

2. Характеристика объектов исследования…………………………………………..32

3. Методика исследования и описание установки…………………………………...34

4. Полученные результаты и их обсуждение…………………………………………38

4. Выводы……………………………………………………………………………….46

5. Список литературы…………………………………………………………………..47

1. Введение

В последние десятилетия создан ряд новых синтетических углеродных и минеральных материалов, таких как дисперсный углерод, волокнистый углерод (ВУ), и углеродные молекулярные сита. В настоящее время наиболее распространенными представителями дисперсного углерода являются технический углерод и сажа. Cажу используют во многих областях техники и особенно в шинной и резинотехнической промышленности. Почти 90-95 % всего мирового производства сажи используется в указанной выше шинной и резинотехнической промышленности. Также сажа широко применяется в качестве наполнителя для модификации механических, электрических и оптических свойств материалов в производстве эластомеров, красителей и сухих источников электропитания. Следует отметить, что производство сажи составляет уже более 7 млн. тонн в год [1]. Из этого видно, что в данном направлении проявляется большой интерес и необходим технологический опыт применения сажи, который возможен только при наличии объективной информации о ее свойствах. Свойства оцениваются рядом показателей, главными из которых являются дисперсность, удельная геометрическая и адсорбционная поверхности и структурность. Дисперсность и удельная геометрическая поверхность определяются при помощи электронной микроскопии. Однако это дорогостоящий и трудоемкий способ. В лабораториях удельную геометрическую поверхность определяют кинетическим и оптическим методами (колориметрическим и по яркости отраженного светового потока). Чтобы воспользоваться этими методами, необходимо иметь набор эталонных образцов, близких по природе и параметрам к исследуемым объектам. Поэтому для саж, не имеющих аналогов среди эталонов, эти способы измерения уд. геометрической поверхности неприем лимы.

Удельную адсорбционную поверхность достаточно надежно можно установить с помощью теории БЭТ или газохроматографическим методом. Структурность сажи, которая обусловлена ее агрегативным строением, в настоящее время оценивается по масляному числу, но такой способ также нельзя признать удовлетворительным, так как масляное число зависит как от параметров агрегатов ( их размеров, формы и т.д), так и от удельной геометрической и удельной адсорбционной поверхностей.

Следует также отметить, что в последние года появляется значительное количество новых высокодисперсных углеродных материалов, таких как “ Сибунит ”, стеклоуглерод, углеродные волокнистые материалы, углеродные нанотрубки и нановолокна.

Применение традиционных методов анализа их физико-химических характеристик не всегда возможно. Поэтому работы ориентированные на создание новых методов, позволяющих по минимальному количеству дисперсного углеродного материала определить его основные характеристики остаются актуальными.