catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2025-5-14-23catal-1195Research ArticleОБЩИЕ ВОПРОСЫ КАТАЛИЗАGENERAL PROBLEMS OF CATALYSISРазработка и исследование адсорбентов на основе железомарганцевых оксидов для сероочистки газовых выбросовDevelopment and research of adsorbents based on ferromanganese oxides for desulfurization of gas emissionsСальниковА. В.SalnikovA. V.ctls@kalvis.ruЯшникС. А.YashnikS. A.ctls@kalvis.ruСозиновС. А.SozinovS. A.ctls@kalvis.ruХайрулинС. Р.KhairulinS. R.ctls@kalvis.ruИнститут катализа СО РАН, НовосибирскРоссияFederal State Budgetary Institution of Science "Federal Research Center Boreskov Institute of Catalysis” Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, NovosibirskRussian FederationКемеровский региональный центр коллективного пользования «Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук» (КемЦКП), КемеровоРоссияShared Research Center "Federal Research Center for Coal and Coal Chemistry of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences", KemerovoRussian Federation2025290920252551423Copyright © LLC "KALVIS", 20252025LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/1195

В работе приводятся результаты по изучению образцов эффективных сорбционных материалов на базе отечественного природного сырья – железомарганцевых конкреций (ЖМК). Применение данных сорбционных материалов имеет существенную перспективу для решения актуальной задачи защиты окружающей среды – очистки газовых потоков от токсичных сернистых соединений. В работе изучено влияние температуры прокаливания сорбентов на их физико-химические и сорбционные характеристики. Показано, что температура прокаливания сорбента существенно влияет на его сорбционную способность по сероводороду, оптимальными сорбционными характеристиками обладает сорбент прокаленный при 300 °С. Результаты ЭСМ-картирования элементов и ИКС-ДО отработанных образцовпозволили предложить маршрут сорбции сероводорода на синтезированных сорбентах в зависимости от температуры.

There are the results of the study of samples of effective sorption materials based on domestic natural raw materials – ferromanganese sediments. The use of these sorption materials has significant prospects for solving the urgent problem of environmental protection – purification of gas streams from toxic sulfur compounds. The influence of the calcination temperature of sorbents on their physico-chemical and sorption characteristics is studied. It is shown that the calcination temperature of the sorbent significantly affects its sorption capacity for hydrogen sulfide, the sorbent calcined at 300 °C has optimal sorption characteristics. The results of the SEM with EDX mapping of the elements in the spent samples made it possible to propose a route for the sorption of hydrogen sulfide on synthesized sorbents, depending on the temperature.

сорбциясорбентысероводородсернистые соединенияжелезомарганцевые оксидыsorptionsorbentshydrogen sulfidesulfur compoundsferromanganese oxidesReferencesCastro P.S., Zuniga G.M., Holmes W., Buchireddy P.R., Gang D.D., Revellame E., Zappi M., Hernandez R. // Gas Science and Engineering. 2023. V.115. P. 1-27. https://doi.org/10.1016/j.jgsce.2023.205004Castro P.S., Zuniga G.M., Holmes W., Buchireddy P.R., Gang D.D., Revellame E., Zappi M., Hernandez R. // Gas Science and Engineering. 2023. V.115. P. 1-27. https://doi.org/10.1016/j.jgsce.2023.205004Yang J.H. // Korean J. Chem. Eng. 2021. V38(4). P.674-691. https://doi.org/10.1007/s11814-021-0755-yYang J.H. // Korean J. Chem. Eng. 2021. V38(4). P.674-691. https://doi.org/10.1007/s11814-021-0755-ySadooghi P., Rauch. R. // 2015. V.40. I.33, P.10418-10426. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2015.06.143Sadooghi P., Rauch. R. // 2015. V.40. I.33, P.10418-10426. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2015.06.143Ma W., Jacobs G., Sparks D.E., Shafer W.D., Hamdeh H.H., Hopps S.D., Pendyala R., Hu Y., Xiao Q., Davis B.H.// Applied Catalysis A: General. 2016. V. 513. P. 127–137. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2015.12.0355Ma W., Jacobs G., Sparks D.E., Shafer W.D., Hamdeh H.H., Hopps S.D., Pendyala R., Hu Y., Xiao Q., Davis B.H.// Applied Catalysis A: General. 2016. V. 513. P. 127–137. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2015.12.0355Болотов В.А. // Нефтехимия. 2019. C. 160-165. https://elib.belstu.by/handle/123456789/31741Болотов В.А. // Нефтехимия. 2019. C. 160-165. https://elib.belstu.by/handle/123456789/31741Rahim D., Fang W., Wibowo H., Hantoko D., Susanto H., Yoshikawa K., Zhong Y., Yan M. // Chemical Engineering and Processing - Process Intensification. 2023. V.183. P. 109258. https://doi.org/10.1016/j.cep.2022.109258Rahim D., Fang W., Wibowo H., Hantoko D., Susanto H., Yoshikawa K., Zhong Y., Yan M. // Chemical Engineering and Processing - Process Intensification. 2023. V.183. P. 109258. https://doi.org/10.1016/j.cep.2022.109258Ozekmekci M., Salkic G., Fellah M.F. // Fuel Processing Technology. 2015. V.139. P.49–60. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2015.08.015Ozekmekci M., Salkic G., Fellah M.F. // Fuel Processing Technology. 2015. V.139. P.49–60. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2015.08.015Georgiadis A.G., Charisiou N.D., Gaber S., Polychronopoulou K., Yentekakis I.V., Goula M. A. // ACS Omega. 2021. V. 6. Iss. 23. P.14774-14787. https://doi.org/10.1021/acsomega.0c06157Georgiadis A.G., Charisiou N.D., Gaber S., Polychronopoulou K., Yentekakis I.V., Goula M. A. // ACS Omega. 2021. V. 6. Iss. 23. P.14774-14787. https://doi.org/10.1021/acsomega.0c06157Хайрулин С.Р., Кузнецов В.В., Батуев Р.А., Теряева Т.Н., Трясунов Б.Г., Гарифуллин Р.Г., Филимонов С.Н., Сальников А.В., Исмагилов З.Р. // Альтернативная энергетика и экология. 2014. Т.3. С.60-80.Хайрулин С.Р., Кузнецов В.В., Батуев Р.А., Теряева Т.Н., Трясунов Б.Г., Гарифуллин Р.Г., Филимонов С.Н., Сальников А.В., Исмагилов З.Р. // Альтернативная энергетика и экология. 2014. Т.3. С.60-80.Артамонов В.И., Голосман Е.З., Рубинштейн А.М., Якерсон В.И. // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1986. № 5. С. 988 – 992.Артамонов В.И., Голосман Е.З., Рубинштейн А.М., Якерсон В.И. // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1986. № 5. С. 988 – 992.Гартман В.Л. Динамика хемосорбции серы твёрдым поглотителем и её применение для оптимизации промышленной сероочистки. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва, 2000. 111 с.Гартман В.Л. Динамика хемосорбции серы твёрдым поглотителем и её применение для оптимизации промышленной сероочистки. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва, 2000. 111 с.Афанасьев С.В., Садовников А. А., Гартман В. Л., Дульнев А. В., Обысов А. В. // Neftegaz.RU. 2018. №10. С.88-94Афанасьев С.В., Садовников А. А., Гартман В. Л., Дульнев А. В., Обысов А. В. // Neftegaz.RU. 2018. №10. С.88-94Патент US4717552A, опубл. 01.05.1988Патент US4717552A, опубл. 01.05.1988http://niap-kt.ru/index.htm - дата обращения 13.01.2025http://niap-kt.ru/index.htm - дата обращения 13.01.2025De Angelis // Applied Catalysis B: Environmental. 2012 V.113–114. P. 37–42. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2011.11.026De Angelis // Applied Catalysis B: Environmental. 2012 V.113–114. P. 37–42. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2011.11.026Raabe T., Mehne M., Rasser H., Krause H., Kureti S. // Chemical Engineering Journal. 2019 V.371 P. 738–749. https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.04.103Raabe T., Mehne M., Rasser H., Krause H., Kureti S. // Chemical Engineering Journal. 2019 V.371 P. 738–749. https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.04.103Патрушева Т.А., Чечулина Н.С., Глушанкова И.С. // Материалы всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Пермь, 18–19 апреля. 2019 г. С.182-186.Патрушева Т.А., Чечулина Н.С., Глушанкова И.С. // Материалы всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Пермь, 18–19 апреля. 2019 г. С.182-186.https://www.digitalrefining.com/article/1000917/risks-of-accumulated-sulphur-in-sulphur-recovery-units - дата обращения 13.01.2025https://www.digitalrefining.com/article/1000917/risks-of-accumulated-sulphur-in-sulphur-recovery-units - дата обращения 13.01.2025Патент РФ № 254 081, опубл. 10.02.2015Патент РФ № 254 081, опубл. 10.02.2015Konkol I., Cebula J., Cenian A. // Environmental Engineering Research. 2021. V.26(2). P.190343. https://doi.org/10.4491/eer.2019.343Konkol I., Cebula J., Cenian A. // Environmental Engineering Research. 2021. V.26(2). P.190343. https://doi.org/10.4491/eer.2019.343Патент РФ № 2 545 307 С1, опубл. 27.03.2015Патент РФ № 2 545 307 С1, опубл. 27.03.2015http://www.olkat.ru/adsorbenti_seri - дата обращения 06.03.2025http://www.olkat.ru/adsorbenti_seri - дата обращения 06.03.2025Свентицкий А. Т., Носенков А. Н., Трунев С. В. Временные методические рекомендации по применению Классификации запасов твердых полезных ископаемых к месторождениям шельфовых железомарганцевых конкреций. СПб. 2003. 20 с.Свентицкий А. Т., Носенков А. Н., Трунев С. В. Временные методические рекомендации по применению Классификации запасов твердых полезных ископаемых к месторождениям шельфовых железомарганцевых конкреций. СПб. 2003. 20 с.Хайрулин С.Р., Керженцев М.А., Сальников А.В. // Катализ в промышленности. 2025. T.25. №1. С.76-84. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2025-1-74-86Хайрулин С.Р., Керженцев М.А., Сальников А.В. // Катализ в промышленности. 2025. T.25. №1. С.76-84. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2025-1-74-86Шикина Н.В., Хайрулин С.Р., Кузнецов В.В., Рудина Н.А., Исмагилов З.Р. // Химия в интересах устойчивого развития. 2015. Т.23. №2. С.209-218. http://dx.doi.org/10.15372/KhUR20150215Шикина Н.В., Хайрулин С.Р., Кузнецов В.В., Рудина Н.А., Исмагилов З.Р. // Химия в интересах устойчивого развития. 2015. Т.23. №2. С.209-218. http://dx.doi.org/10.15372/KhUR20150215Shikina N.V., Khairulin S.R., Rudina N., Teryaeva T., Mikhaylova E.S., Ismagilov Z.R. // Eurasian Chemico-Technological Journal. 2015. V.17. P.137-143. https://doi.org/10.18321/ectj204Shikina N.V., Khairulin S.R., Rudina N., Teryaeva T., Mikhaylova E.S., Ismagilov Z.R. // Eurasian Chemico-Technological Journal. 2015. V.17. P.137-143. https://doi.org/10.18321/ectj204Davydov A., Chuang K.T., Sanger A.R. // The Journal of Physical Chemistry B. 1998. V.102. №24. P. 4745–4752. https://doi.org/10.1021/jp980361pDavydov A., Chuang K.T., Sanger A.R. // The Journal of Physical Chemistry B. 1998. V.102. №24. P. 4745–4752. https://doi.org/10.1021/jp980361pYang C., Florent M., de Falco G., Fan H., Bandosz T.J. // Chemical Engineering Journal. 2020. V. 394. P. 124906. https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.124906Yang C., Florent M., de Falco G., Fan H., Bandosz T.J. // Chemical Engineering Journal. 2020. V. 394. P. 124906. https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.124906Herzberg G. Infrared and Raman spectra of polyatomic molecules. D. Nostrand Co. Inc., Princeton: New Jersey. 1959. p. 283.Herzberg G. Infrared and Raman spectra of polyatomic molecules. D. Nostrand Co. Inc., Princeton: New Jersey. 1959. p. 283.Deo A.V., Dalla Lana I.G., Habgood H.W. // J. Catal. 1971. V.21. P. 270–281.Deo A.V., Dalla Lana I.G., Habgood H.W. // J. Catal. 1971. V.21. P. 270–281.Saur O., Chevreau T., Lamotte J., Travert J., Lavalley J.C. // J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1. 1981. V. 77. P. 427–437.Saur O., Chevreau T., Lamotte J., Travert J., Lavalley J.C. // J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1. 1981. V. 77. P. 427–437.Yashnik S.A., Kuznetsov V.V., Ismagilov Z.R. // Chinese J. Catal. 2018. V. 39. P.258–274. http://dx.doi.org/10.1016/S1872‐2067(18)63016‐5Yashnik S.A., Kuznetsov V.V., Ismagilov Z.R. // Chinese J. Catal. 2018. V. 39. P.258–274. http://dx.doi.org/10.1016/S1872‐2067(18)63016‐5

The authors declare that there are no conflicts of interest present.