Способ получения углеродного сорбента активного по отношению к фенолу

Изобретение относится к получению углеродных сорбентов. Способ получения углеродного сорбента включает измельчение угля до фракции 5-10 мм, обработку 20% раствором негашеной извести в уксусной кислоте, термообработку при температуре 380-420°C с выдержкой в течение 15-20 минут и охлаждение. Технический результат заключается в повышении сорбционной способности материала при его использовании в очистке сточных вод от фенола. 2 табл.

 

Изобретение относится к получению пористых углеродных материалов и углеродных сорбентов из бурых углей, которые могут найти применение в процессах очистки сточных вод от фенола.

В настоящее время сточные воды промышленных предприятий в значительной степени загрязнены различными химическими веществами. Хорошим способом очистки сточных вод от фенола является адсорбция с использованием наиболее эффективных углеродных сорбентов. Эффективность сорбентов зависит от преобладающего вида пор и структуры углеродной поверхности.

Известен способ получения пористого углеродного материала, включающий измельчение бурого угля до фракции 1-2 мм, смешивание угля с щелочью (гидроокисью калия или натрия), карбонизацию и активацию при температуре 500-600°C, отмывку от неорганических примесей и сушку (RU 2359904 С1, МПК C01B 31/08, опубл. 27.06,2009 г.).

Недостатком способа является недостаточная адсорбция углеродного материала при очистке сточных вод от фенола, так как смешивание с гидроокиси натрия или калия недостаточно эффективно влияет на повышение количества карбонильных групп.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату по предлагаемому изобретению является способ получения углеродного сорбента повышенной прочности и емкости, включающий обработку активированного угля полимером с аминогруппами в виде водного раствора с последующим добавлением щелочи при перемешивании с отделением раствора от угля, заливку смеси аммиачным раствором, фенолом-формальдегидом, кипячение в течение 1-5 часов, отделение от раствора, высушивание при температуре 150-160°C (RU 2464226, МПК C01B 31/08, опубл. 20.10.2012 г.).

Недостатком способа является недостаточная адсорбция углеродного материала при очистке сточных вод от фенола, так как добавление смеси аммиачного раствора, фенол-формальдегида недостаточно эффективно влияет на повышение количества карбонильных групп.

Технический результат настоящего изобретения заключается в улучшении качественных характеристик получающегося сорбента, повышении адсорбции углеродного материала к очистке сточных вод от фенола за счет повышения количества карбонильных групп.

Технический результат достигают тем, что способ получения углеродного сорбента, активного по отношению фенолу, включает измельчение угля до фракции 5-10 мм, обработку его раствором активного вещества, термообработку, охлаждение до комнатной температуры, при этом обработку проводят 20% раствором негашеной извести в уксусной кислоте, термообработку осуществляют при температуре 380-420°C с выдержкой в течение 15-20 минут.

Обработка измельченного угля 20% раствором негашеной извести в уксусной кислоте позволяет добиться повышения количества карбонильных групп.

Последующая термообработка необходима для повышения прочностных характеристик сорбента.

Для изменения содержания на поверхности карбонильных и кислотных групп использовался метод модификации: обработка 20% раствором негашеной извести в уксусной кислоте. Обработка проводилась в течении одного часа при комнатной температуре. Для увеличения на поверхности количества карбоксильных групп использовался метод на основе реакции Кольбе-Шмитта.

Способ осуществляют следующим образом.

Пример 1. Навеску углеродного материала (4 г) измельчают до фракции 5-10 мм, заливают 20 мл 20% раствора CaO в уксусной кислоте и выдерживают 1 ч. Затем нагревают до температуры 380-400°C, чтобы удалить жидкость. После этого выдерживают полученное вещество 15-20 минут в печке при 400°C. Вынимают, охлаждают, промывают водой, чтобы удалить кальциевые соли и высушивают при комнатной температуре.

Количество карбональных групп полученного сорбента из угля марки АГ-2 равно 1,896×107 моль/см2.

Эффективность сорбентов зависит от преобладающего вида пор и структуры углеродной поверхности.

При экспериментальных исследованиях использовались семь видов сорбентов, отличающихся природой, способом и степенью активации: природный бурый уголь (БУ), а также природные материалы, прошедшие термическую и химическую обработку: сульфоуголь (СУ), древесный уголь (ДрУ), угли различных марок: АУ, ОУ-А, АГ-2. Для проведения исследований образцы сорбентов виброизмельчались до крупности 5-10 мм. Изучение свойств поверхности материалов проводилось с использованием ряда стандартных методик. При этом структура поверхности оценивалась по следующим показателям: содержание кислотных и карбонильных групп, восстанавливающая способность, pH водной вытяжки, удельная поверхность.

Содержание кислотных групп оценивалось путем титрирования остаточной щелочи при обработке углеродного материал спиртовым раствором NaOH. Содержание карбонильных групп оценивалось по количеству соляной кислоты, выделившийся после взаимодействия раствора солянокислого гидроксилами с углеродным материалом.

Восстанавливающая способность углеродной поверхности оценивалась по изменению концентрации йода в спиртовом растворе после контакта с углеродным материалом.

Показатель pH водной вытяжки оценивался после выдерживания углеродного материала в дистиллированной воде в течение одного часа.

Удельная поверхность углеродных материалов определялась методом газопроницаемости на основе принципов Козени и Кармана на приборе дисперсионного анализа ПСХ-10а.

Для изучения влияния химической структуры углеродной поверхности на селективность сорбционного процесса по отношению к карбонильным соединениям было проведено исследование адсорбции альдегидов и кетонов на углеродных сорбентах различной природы и способа ее формирования. Адсорбция проводилась из изопропилового спирта в стационарных условиях при комнатной температуре. По истечении часа измерялось количество карбонильных соединений, которое адсорбировалось на поверхности соответствующего материала, по разности исходной и конечной концентрации адсорбирующего компонента. Концентрация определялась с использованием методов газовой и жидкостной хроматографии.

Для изменения содержания на поверхности карбонильных и кислотных групп в работе использовался метод модификации: 20% раствором негашеной извести в уксусной кислоте. Обработка проводилась в течение одного часа при комнатной температуре. Для увеличения на поверхности количества карбоксильных групп использовался метод на основе реакции Кольбе-Шмитта.

Химическая структура поверхности используемых углеродных сорбентов оценивалась по стандартным методикам.

Характеристики исходных и модифицированных углеродных материалов представлены в табл. 1.

Анализ данных, приведенных в табл. 1, показал, что наибольший эффект наблюдается при обработке раствором CaO в CH3COOH.

Способность исходных и модифицированных материалов адсорбировать фенол представлено в табл. 2.

Из табл. 2 следует, что показал, что наибольший эффект наблюдается при обработке раствором CaO в CH3COOH.

Как следует из приведенных данных, предлагаемый способ предпочтительнее осуществлять при температуре 380-420°C с выдержкой в течение 15-20 минут. Таким образом наибольший эффект очистки воды от фенола наблюдается при обработке углеродного материала раствором CaO в CH3COOH.

Материал, полученный по предлагаемому способу, может найти применение в качестве сорбента для очистки воды от фенола.

Способ получения углеродного сорбента, активного по отношению фенолу, включающий измельчение угля до фракции 5-10 мм, обработку его раствором активного вещества, термообработку, охлаждение до комнатной температуры, сушку, отличающийся тем, что обработку проводят 20% раствором негашеной извести в уксусной кислоте, термообработку осуществляют при температуре 380-420°C с выдержкой в течение 15-20 минут.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к углеродным сорбентам. Предложен способ получения углеродного сорбента, заключающийся в термическом разложении аминофторидов графита общего состава C2Fx(NH2)y, где x=0,22-0,02, y=0,15-0,41.

Группа изобретений относится к макропористым композитам, наполненным дисперсными частицами сорбента, включенного в полимерную фазу стенок макропор. Композиция для получения заявленного материала содержит полиэлектролит, дисперсный наполнитель, представляющий собой частицы сверхсшитого полистирола сорбента и воду.

Изобретение относится к способу получения селективно связывающих переходный металл частиц на основе фосфина, применению макропористых частиц в качестве реакционноспособного агента, к связывающему металл частицам на основе фосфина, применению связывающих металл частиц для связывания атомов переходного металла и к способу захвата атомов переходного металла с использованием частиц на основе фосфина.

Изобретение относится к способам получения поглотителей диоксида углерода. Осуществляют приготовление водной суспензии гидроксидов щелочных и/или щелочноземельных металлов, наносят суспензию на подложку из пористого материала, проводят формование и сушку.
Изобретение относится к области получения композиционных пористых углеродсодержащих сорбентов. В качестве исходных компонентов используют увлажнённую монтмориллонитсодержащую глину и растительную углеродсодержащую основу в виде продуктов шелушения зерновых и технических сельскохозяйственных культур.

Изобретение относится к очистке воды от сульфидов и углеродсодержащему сорбенту на основе растительного сырья. Углеродсодержащий сорбент для очистки вод от сульфидов имеет микропористую структуру со средним диаметром пор около 2 нм, рентгеноаморфное состояние и выполнен в виде пучков волокон с диаметром 50-100 мкм при диаметре отдельного волокна около 1,5 мкм.

Изобретение относится к способам получения сорбентов из растительного сырья. Способ получения сорбента включает обработку предварительно высушенного и измельченного листового опада низкотемпературной плазмой высокочастотного разряда при давлении в разрядной камере 26,6 МПа, при силе тока на аноде 0,5 A и напряжении 7,5 кВ в течение 60 секунд.

Изобретение относится к биотехнологии, пищевой и фармацевтической промышленности, а именно к производству продуктов функционального питания для нормализации состояния организма и биологически активных добавок (БАД) к пище и лекарственных препаратов, предназначенных для нормализации состояния желудочно-кишечного тракта (удаления из организма токсичных веществ).

Изобретение относится к сорбентам для очистки вод от нефтепродуктов. Сорбент получают растворением отходов полиэтилентерефталата в органическом растворителе.

Изобретение относится к получению сорбентов. Проводят химическую обработку размолотого сырья, выбранного из персиковой, и/или абрикосовой, и/или сливовой косточек, следующего гранулометрического состава (в %): до 0,35 мм 10 от 0,36 до 0,55 мм 55 от 0,56 до 0,75 мм 25 от 0,76 до 1, 25 мм 10 Вначале сырье обрабатывают смесью следующих растворов: 0,5% NH4OH, 0,5% NaOH, 0,5% ЭДТА - натрия, взятых в соотношении 1:1:1, обработку проводят в автоклаве при гидромодуле 1:8, температуре 140-150°C и времени обработки 4-5 часов.

Изобретение относится к углеродным сорбентам. Предложено применение активированного угля, пропитанного оксидом цинка, для повышения селективности по отношению к цианиду водорода (HCN).
Изобретение относится к углеродным сорбентам. Предложен способ получения углеродного сорбента, заключающийся в термическом разложении аминофторидов графита общего состава C2Fx(NH2)y, где x=0,22-0,02, y=0,15-0,41.

Изобретение относится к смеси и способу с использованием такой смеси для сокращения выбросов ртути из потока горючего газа. Способ включает объединение компонентов, состоящих из соли бромида аммония или бромида кальция и активированного угля, полученного из древесины или кокосовой скорлупы, при температуре менее 150°С, и образование композиции, подходящей для сокращения выбросов ртути из потока горючего газа, которая имеет точку начального окисления (PIO), по меньшей мере приблизительно на 50 градусов Цельсия выше, чем точка начального окисления самого активированного угля.

Изобретение относится к очистке воды от сульфидов и углеродсодержащему сорбенту на основе растительного сырья. Углеродсодержащий сорбент для очистки вод от сульфидов имеет микропористую структуру со средним диаметром пор около 2 нм, рентгеноаморфное состояние и выполнен в виде пучков волокон с диаметром 50-100 мкм при диаметре отдельного волокна около 1,5 мкм.

Изобретение относится к биотехнологии, пищевой и фармацевтической промышленности, а именно к производству продуктов функционального питания для нормализации состояния организма и биологически активных добавок (БАД) к пище и лекарственных препаратов, предназначенных для нормализации состояния желудочно-кишечного тракта (удаления из организма токсичных веществ).

Изобретение относится к получению сорбентов. Проводят химическую обработку размолотого сырья, выбранного из персиковой, и/или абрикосовой, и/или сливовой косточек, следующего гранулометрического состава (в %): до 0,35 мм 10 от 0,36 до 0,55 мм 55 от 0,56 до 0,75 мм 25 от 0,76 до 1, 25 мм 10 Вначале сырье обрабатывают смесью следующих растворов: 0,5% NH4OH, 0,5% NaOH, 0,5% ЭДТА - натрия, взятых в соотношении 1:1:1, обработку проводят в автоклаве при гидромодуле 1:8, температуре 140-150°C и времени обработки 4-5 часов.

Изобретение относится к сорбентам на основе гранулированных активированных углей, модифицированных полипирролом, используемых в медицине. Предложено два электорохимических варианта способа изготовления сорбента.

Изобретение может быть использовано в производстве адсорбентов газов, катализаторов и носителей катализаторов, электродов в высокоёмких источниках тока и в топливных элементах, фильтров, материалов для хранения водорода и метана, теплоизолирующих покрытий, покрытий для защиты от электромагнитного излучения.

Изобретение относится к области получения углеродных сорбентов с молекулярно-ситовыми свойствами. Способ получения включает тонкое измельчение каменного угля марки ССОМ или ССПК.

Группа изобретений относится к получению углеродных сорбентов. Способ получения гранулированного сорбционно-активного углеродного материала, используемого для сорбции органических и неорганических веществ из воды и водных растворов, включает смешение водного раствора фуллеренов с тонкодисперсным каменным углем и связующим в виде лесохимической или фенолформальдегидной смолы в присутствии раствора стабилизатора.

Изобретение относится к технологии получения полимерных сорбентов, используемых для локализации, ликвидации, сбора и очистки загрязненной среды от нефти и нефтепродуктов. Способ получения сорбента на основе карбамидных смол производят путем воздушно-механического перемешивания исходных компонентов и вспенивания. В качестве смоляной эмульсии готовят смесь карбамидной смолы, фурилового спирта с отходом производства бутадиенового каучука, который представляет собой раствор, содержащий ПАВ в виде смеси алкилсульфатов и алкилсульфонатов и взвешенные частицы каучука. Затем в суспензию вводят тонкодисперсную пыль электрофильтров алюминиевого производства. Затем гомогенную эмульсию подвергают озонированию в реакторе первой ступени в присутствии сжатого воздуха с последующим отверждением вспененной массы водным раствором ингибированной хлористоводородной кислоты в реакторе второй ступени. Изобретение позволяет получить сорбент, обладающий высокой эффективностью очистки. 1 ил., 4 табл., 2 пр.
Наверх