catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2019-3-219-226catal-620Research ArticleКАТАЛИЗ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫСATALYSIS AND ENVIRONMENT PROTECTIONМодифицированные щелочью активированные угли для сорбции и каталитического окисления сероводорода в процессе очистки воздуха: влияние термической обработки на свойства материаловAlkali Modified Activated Carbons for Sorption and Catalytic Oxidation of Hydrogen Sulfide During Air Cleaning: The Influence of Thermal Treatment on Properties of MaterialsБарковскийИ. Е.BarkovskiyI. E.ctls@kalvis.ruЛысиковА. И.LysikovA. I.ctls@kalvis.ruВеселовскаяЖ. В.VeselovskayaZh. V.ctls@kalvis.ruМальцеваН. В.Mal’tsevaN. V.ctls@kalvis.ruОкуневА. Г.OkunevA. G.ctls@kalvis.ruИнститут катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, Новосибирск; Новосибирский государственный университет (НГУ)РоссияBoreskov Institute of Catalysis, Novosibirsk; Novosibirsk State UniversityRussian FederationИнститут катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, НовосибирскРоссияBoreskov Institute of Catalysis, NovosibirskRussian Federation201922052019193219226Copyright © LLC "KALVIS", 20192019LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/620

Синтезированы модифицированные углеродные материалы путем пропитки активированных углей водным раствором гидроксида натрия с последующей термической обработкой на воздухе при умеренной температуре (60–200 °С). Полученные образцы испытаны в процессе сорбционно-каталитической очистки воздуха от сероводорода. Особое внимание в работе уделено влиянию температуры термообработки (активации) модифицированных углеродных материалов на значения их динамической сорбционной емкости по H2S. Показано, что модификация активированных углей с помощью их пропитки водным раствором NaOH в сочетании с последующей термической обработкой на воздухе при температуре 200 °C позволяет увеличить динамическую сорбционную емкость углеродного материала по H2S более чем в 8 раз. Результаты исследования могут быть использованы для получения новых материалов для удаления сероводорода из воздуха на основе коммерчески доступных марок активированных углей.

Modified carbon materials were synthesized by impregnating activated carbons with an aqueous solution of sodium hydroxide followed by thermal treatment in air at moderate temperature (60–200 °C). The samples were tested for sorption-catalytic cleaning of air from hydrogen sulfide. Particular attention was paid to the influence of temperature of thermal treatment (activation) on sorption capacity of the modified carbons to H2S. The modifying of activated carbons by impregnation with aqueous NaOH followed by their thermal treatment in air at 200 °C was shown to allow the dynamic sorption capacity to H2S to be more than 8 times increased. The results obtained can be used to synthesize new materials based on commercial activated carbons for removal of hydrogen sulfide from air.

сероводородактивированный угольгидроксид натрияочистка воздухасорбционная емкостьокислениеhydrogen sulfideactivated carbonsodium hydroxideair cleaningsorption capacityoxidationReferencesActive Carbon. Eds. Bansal R.C., Donnet J.B., Stoeckli F. New York: Marcel Dekker, 1988. 482 p.Active Carbon. Eds. Bansal R.C., Donnet J.B., Stoeckli F. New York: Marcel Dekker, 1988. 482 p.Radovic L.R., Sudhakar C. Carbon as a Catalyst Support: Production, Properties and Applications. Introduction to Carbon Technologies. Eds. Marsh H., Heintz E.A., Rodriguez- Reinoso F. Alicante: University of Alicante, 1997. P. 103-165.Radovic L.R., Sudhakar C. Carbon as a Catalyst Support: Production, Properties and Applications. Introduction to Carbon Technologies. Eds. Marsh H., Heintz E.A., Rodriguez- Reinoso F. Alicante: University of Alicante, 1997. P. 103-165.Boehm H.P. // Carbon. 1994. V. 32. № 5. P. 759.Boehm H.P. // Carbon. 1994. V. 32. № 5. P. 759.Hedden K., Humber L., Rao B.R. // VDI-Bericht. 1976. №. 253. P. 37-42.Hedden K., Humber L., Rao B.R. // VDI-Bericht. 1976. №. 253. P. 37-42.Bagreev A., Adib F., Bandosz T.J. // Carbon. 2001. V. 39. № 12. P. 1987—1905.Bagreev A., Adib F., Bandosz T.J. // Carbon. 2001. V. 39. № 12. P. 1987—1905.Steijns M., Mars P. // Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev. 1977. V. 16. № 1. P. 35—41.Steijns M., Mars P. // Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev. 1977. V. 16. № 1. P. 35—41.Adib F., Bagreev A., Bandosz T.J. // Langmuir. 2000. V. 16. № 4. P. 1980-1986.Adib F., Bagreev A., Bandosz T.J. // Langmuir. 2000. V. 16. № 4. P. 1980-1986.Bandosz T.J., Bagreev A., Adib F., Turk A. // Environ. Sci. Technol. 2000. V. 34. № 6. P. 1069-1074.Bandosz T.J., Bagreev A., Adib F., Turk A. // Environ. Sci. Technol. 2000. V. 34. № 6. P. 1069-1074.Adib F., Bagreev A., Bandosz T.J. // Environ. Sci. Technol. 2000. V. 34. № 4. P. 686-692.Adib F., Bagreev A., Bandosz T.J. // Environ. Sci. Technol. 2000. V. 34. № 4. P. 686-692.Adib F., Bagreev A., Bandosz T.J. // J. Colloid Interface Sci. 1999. V. 216. № 2. P. 360-369.Adib F., Bagreev A., Bandosz T.J. // J. Colloid Interface Sci. 1999. V. 216. № 2. P. 360-369.Menezes R.L.C.B., Moura K.O., De Lucena S.M.P., Azevedo D.C.S., Bastos-Neto M. // Ind. Еng. Chem. Res. 2018. V. 57. № 6. P. 2248-2257.Menezes R.L.C.B., Moura K.O., De Lucena S.M.P., Azevedo D.C.S., Bastos-Neto M. // Ind. Еng. Chem. Res. 2018. V. 57. № 6. P. 2248-2257.Bagreev A., Bandosz T.J. // Ind. Еng. Chem. Res. 2002. V. 41. № 4. P. 672-679.Bagreev A., Bandosz T.J. // Ind. Еng. Chem. Res. 2002. V. 41. № 4. P. 672-679.Sitthikhankaew R., Chadwick D., Assabumrungrat S., Laosiripojana N. // Chem. Eng. Comm. 2014. V. 201. № 2. P. 257-271.Sitthikhankaew R., Chadwick D., Assabumrungrat S., Laosiripojana N. // Chem. Eng. Comm. 2014. V. 201. № 2. P. 257-271.Chiang H.L., Tsai J.H., Tsai C.L., Hsu Y.C. // Gas. Sep. Sci. Technol. 2000. V. 35. № 6. P. 903-918.Chiang H.L., Tsai J.H., Tsai C.L., Hsu Y.C. // Gas. Sep. Sci. Technol. 2000. V. 35. № 6. P. 903-918.Sitthikhankaew R., Chadwick D., Assabumrungrat S., Laosiripojana N. // Fuel Process. Tech. 2014. V. 124. P. 249-257Sitthikhankaew R., Chadwick D., Assabumrungrat S., Laosiripojana N. // Fuel Process. Tech. 2014. V. 124. P. 249-257Przepiorski J., Yoshida S., Oya A. // Carbon. 1999. V. 37. № 12. P. 1881-1890.Przepiorski J., Yoshida S., Oya A. // Carbon. 1999. V. 37. № 12. P. 1881-1890.Исмагилов З.Р., Хайрулин С.Р., Неведров А.В., Папин А.В., Жбырь Е.В. // Вестник КузГТУ. 2013. № 1. С. 87—92.Исмагилов З.Р., Хайрулин С.Р., Неведров А.В., Папин А.В., Жбырь Е.В. // Вестник КузГТУ. 2013. № 1. С. 87—92.ASTM D6646-03(2014). Test Method for Determination of the Accelerated Hydrogen Sulfide Breakthrough Capacity of Granular and Pelletized Activated Carbon. West Conshohocken: ASTM International, 2014.ASTM D6646-03(2014). Test Method for Determination of the Accelerated Hydrogen Sulfide Breakthrough Capacity of Granular and Pelletized Activated Carbon. West Conshohocken: ASTM International, 2014.Shang G., Liu L., Chen P., Shen G., Li Q. // J. Air Waste Manag. Assoc. 2016. V. 66. № 5. P. 439-445.Shang G., Liu L., Chen P., Shen G., Li Q. // J. Air Waste Manag. Assoc. 2016. V. 66. № 5. P. 439-445.Мальцева Н.В., Головин В.А., Чикунова Ю.О., Грибов Е.Н. // Электрохимия. 2018. Т. 54. № 5. С. 489-496.Мальцева Н.В., Головин В.А., Чикунова Ю.О., Грибов Е.Н. // Электрохимия. 2018. Т. 54. № 5. С. 489-496.Demir-Cakan R., Morcrette M., Nouar F., Davoisne C., Devic T., Gonbeau D., Dominko R., Serre C., Ferey G., Tarascon J.-M. // J. Am. Chem. Soc. 2011. V. 133. № 40. P. 16154-16160.Demir-Cakan R., Morcrette M., Nouar F., Davoisne C., Devic T., Gonbeau D., Dominko R., Serre C., Ferey G., Tarascon J.-M. // J. Am. Chem. Soc. 2011. V. 133. № 40. P. 16154-16160.Appay M.D., Manoli J.M., Potvin C., Muhler M., Wild U., Pozdnyakova O., Paál Z. // J. Catal. 2004. V. 222. № 2. P. 419-428.Appay M.D., Manoli J.M., Potvin C., Muhler M., Wild U., Pozdnyakova O., Paál Z. // J. Catal. 2004. V. 222. № 2. P. 419-428.Wu Z., Jin R., Wang H., Liu Y. // Catal. Commun. 2009. V. 10. № 6. P. 935-939. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2008.12.032.Wu Z., Jin R., Wang H., Liu Y. // Catal. Commun. 2009. V. 10. № 6. P. 935-939. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2008.12.032.Karthe S., Szargan R., Suoninen E. // Appl. Surf. Sci. 1993. V. 72. № 2. P. 157-170.Karthe S., Szargan R., Suoninen E. // Appl. Surf. Sci. 1993. V. 72. № 2. P. 157-170.Мазгаров А.М., Корнетова О.М. Технологии очистки попутного нефтяного газа от сероводорода. Казань: Казанский ун-т, 2015. 70 с.Мазгаров А.М., Корнетова О.М. Технологии очистки попутного нефтяного газа от сероводорода. Казань: Казанский ун-т, 2015. 70 с.Агаев Г.А., Настека В.И., Сеидов З.Д. Окислительные процессы очистки сернистых природных газов и углеводородных конденсатов. М.: Недра, 1996. 301 с.Агаев Г.А., Настека В.И., Сеидов З.Д. Окислительные процессы очистки сернистых природных газов и углеводородных конденсатов. М.: Недра, 1996. 301 с.

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