канд. хим. наук, доцент кафедры общей и неорганической химии (650056, Россия, г. Кемерово, б-р Строителей 47, КемТИПП, кафедра общей и неорганической химии). Тел.: (3842) 39-68-64.
В статье показана возможность усовершенствования пористой структуры и адсорбционных свойств промышленных активных углей (АУ) путем модифицирования ε-капролактамом (КЛ). Использование ε-капролактама (продукта многотоннажного органического синтеза) в качестве модифицирующего вещества позволяет направленно регулировать удельную поверхность и объем мезопор АУ, а условия модифицирования изменяют химический состав поверхности углеродных адсорбентов и, как следствие, их адсорбционные свойства. Процесс модифицирования проводился в три этапа. Первый: адсорбция КЛ из водного раствора и прогревание при температуре 300 °С в присутствии кислорода воздуха. Второй: карбонизация в токе аргона при температуре 900 °С, и третий: парогазовая активация полученных адсорбентов при температуре 900°С. После каждого этапа определялись параметры пористой структуры по адсорбции N2 и адсорбционные характеристики по отношению к бензолу, йоду, водным растворам ε-капролактама и сульфата меди (CuSO4). При модифицировании карбонизованных образцов с первоначальным содержанием ε-капролактама 2 % наблюдается увеличение мезопор на 100 % объема по сравнению с исходным промышленным активным углем АГ-ОВ-1. В зависимости от этапа модифицирования возрастает адсорбция: бензола на 50 %, адсорбция йода из водного раствора на 20 %, адсорбция ε-капролактама из водных растворов более чем на 30 %, ионов меди (II) более чем на 70 % по сравнению с адсорбцией этих веществ на исходном угле АГ-ОВ-1. Способ получения указанных модифицированных адсорбентов не имеет аналогов за рубежом, запатентован и может использоваться в промышленности. В качестве исходных возможно использование недорогих промышленных углей. Могут быть получены углеродные адсорбенты с заданными структурными и адсорбционными свойствами.
The article shows the possibility of improving the porous structure and adsorption properties of commercial activated carbons by ε-caprolactam modifying. The use of ε-caprolactam (the product of large-tonnage organic synthesis) as modifying agents can regulate directionally specific surface area and mesopore volume of activated carbons, and the conditions of modification change the chemical composition of the surface of carbon adsorbents and, consequently, their adsorption properties. The process of modifying was conducted in three phases. First: the adsorption of ε-caprolactam from an aqueous solution and heating at 300 °С in the presence of atmospheric oxygen. Second, the carbonization in argon at 900 °С, and three: gas-vapor activation of adsorbents obtained at 900 °С. After each stage, the parameters of porous structure on the adsorption of N2 and adsorption characteristics in relation to benzene, iodine, aqueous solutions of ε-caprolactam and copper sulfate (CuSO4).During the modification of carbonized samples with an initial ε-caprolactam content of 2 %, there is increase in mesopore volume up to 100 % compared to the original industrial activated carbon AG-OV-1. Depending on the stage of modification increases the adsorption: benzene at 50 %, the adsorption of iodine from aqueous solution at 20 %, ε-caprolactam adsorption from aqueous solutions by more than 30 % of the copper ions (II) more than 70 %, compared with the adsorption these substances in the original coal AG-OV-1. A method of producing these modified adsorbents has no analogues abroad, is patented and can be used in the industry. The initial is possible to use a budget industrial activated carbons. Can be obtained carbon adsorbents with given structural and adsorption properties.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.