Синтез нанопористых функциональных материалов для отраслей химической промышленности

В данном исследовании образцы нанопористых углеродных материалов (НУМ) были синтезированы из полимерного сырья. Исследовано влияние условий процесса синтеза (массового соотношения активирующего агента к прекурсору) на структуру полученных образцов. Варьирование массового соотношения активирующего агента к прекурсору позволило получить микропористые, микромезопористые и мезопористые углеродные материалы. Исследована адсорбция метана в широком диапазоне давлений. Наивысшая адсорбция метана, равная ≈20 ммоль/г при 100 бар и температуре 298 К достигается на образце с соотношением активирующего агента KOH к карбонизированному прекурсору 6:1 (6НУМ).

1. Perez-Mayoral E., Matos I., Bernardo M., Fonseca I. M. New and Advanced Porous Carbon Materials in Fine Chemical Synthesis // Emerging Precursors of Porous Carbons. Catalysts. - 2019. - V. 9, N 2. - P. 133. https://doi.org/10.3390/catal9020133

2. Libbrecht W., Verberckmoes A., Thybaut J. W., Van Der V. P., De Clercq J. Soft tem-plated mesoporous carbons: Tuning the porosity for the adsorption of large organic pollutants // Carbon. - 2017. - V. 11. - P. 528-546. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2017.02.016

3. Massie C., Stewart G., McGregor G., Gilchrist J. R. Design of a portable optical sensor for methane gas detection // Sens. Actuators B-Chem. - 2006. - V. 113. - P. 830-836. https://doi.org/10.1016/j.snb.2005.03.105

4. Sing K. Reporting physisorption data for gas-solid systems with special reference to the determination of surface area and porosity // Pure Appl. Chem. - 1985. - V. 4. - P. 1365-3075. https://doi.org/10.1351/pac198557040603

5. Pakula M., Walczyk M., Biniak S., Świątkowski A. Electrochemical and FTIR studies of the mutual influence of lead(II) or iron(III) and phenol on their adsorption from aqueous acid solution by modified activated carbon // Chemosphere. - 2007. - V. 69. - P. 209-219. doi:10.1016/j.chemosphere.2007.04.028

6. Yoshizawa N., Maruyama K., Yamada Y., Ishikawa E., Kobayashi M., Toda Y., Shiraishi M. XRD evaluation of KOH activation process and influence of coal rank // Fuel. - 2002. - V. 81. -P. 1717-1722. doi: 10.1016/S0016-2361(02)00101-1

7. Zhang Y., Kang X., Tan J., Frost R.L. Influence of calcination and acidification on structural characterization of Anyang anthracites // Energy Fuel. - 2013. - V. 27. - P. 7191-7197. https://doi.org/10.1021/ef401658p

8. Tongpoothorn W., Sriuttha M., Homchan P., Chanthai S., Ruangviriyachai C. Preparation of activated carbon derived from Jatropha curcas fruit shell by simple thermo-chemical activation and characterization of their physic-chemical properties // Chem. Eng. Res. Des. - 2011. - V. 89. - P. 335-340. doi:10.1016/j.cherd.2010.06.012

9. Zhao J., Yang L., Li F., Yu R., Jin C. Structural evolution in the graphitization process of activated carbon by high-pressure sintering // Carbon. - 2009. - V. 47. - P. 744-751. doi:10.1016/j.carbon.2008.11.006

10. Khanday W. A., Marrakchi F., Asif M., Hameed B. H. Mesoporous zeolite-activated carbon composite from oil palm ash as an effective adsorbent for methylene blue // J. Taiwan Inst. Chem. Eng. - 2017. - V. 70. - P. 32-41. doi: 10.1016/j.jtice.2016.10.029

11. Saleh T. A., Sari A., Tuzen M. Effective adsorption of antimony(III) from aqueous solutions by polyamide-graphene composite as a novel adsorbent // Chem. Eng. J. - 2017. - V. 307. - P. 230-238. doi: 10.1016/j.cej.2016.08.070

12. Özçimen D., Ersoy-Merifboyu A. Characterization of biochar and bio-oil samples obtained from carbonization of various biomass materials // Renew. Energy. - 2010. - V. 35. P. 1319-1324. doi: 10.1016/j.renene.2009.11.042

13. Li W., Zhu Y. Structural characteristics of coal vitrinite during pyrolysis // Energy Fuel. - 2014. -V. 28. - P. 3645-3654. doi:10.1021/EF500300R

14. Coates J., Meyers R.A. Interpretation of Infrared Spectra, A Practical Approach // Encyclopedia of Analytical Chemistry. - 2019. - P. 1-23. doi:10.1002/9780470027318.A5606