АДСОРБЦИЯ ПАРОВ БЕНЗОЛА, АЦЕТОНА И ТЕТРАХЛОРМЕТАНА НА МИКРОПОРИСТОМ УГЛЕРОДНОМ АДСОРБЕНТЕ ФАС-3

  • Dmitriy S. Zaytsev Тверской государственный технический университет
  • Andrey V. Tvardovskiy Тверской государственный технический университет
  • Andrey V. Shkolin Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН
  • Anatoliy A. Fomkin Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН
Ключевые слова: адсорбция, адсорбент, бензол, ацетон, четырёххлористый углерод, микропористый углеродный адсорбент

Аннотация

В настоящей работе проведено исследование адсорбции паров органических веществ (бензол, четыреххлористый углерод, ацетон) на микропористом углеродном адсорбенте ФАС-3 в области давлений от 0,1 Па до 0,1 МПа и температур от 293 до 313 К, показавшее достаточно высокие адсорбционные характеристики использованного адсорбента по сравнению с традиционными поглотителями. Микропористый углеродный адсорбент ФАС-3 является достаточно новым и до сих пор не до конца изученным. Целью данного исследования было определение параметров адсорбента ФАС-3, а также изучение процессов адсорбции паров различных органических веществ на нем. В работе был использован микропористый углеродный адсорбент ФАС-3, полученный на основе фурфурола. Получение сферических гранул адсорбента ФАС-3 осуществлялось в результате жидкостного формования сополимера фурфурола и эпоксидной смолы на основе принципиально нового процесса совмещения стадий осмоления мономера, формования смеси в сферический продукт и отверждения гранул. Активацию сферических зерен ФАС-3 осуществляли во вращающейся печи смесью водяного пара и углекислого газа при температуре 850–900 °С до обгара, что соответствовало развитию пористости в адсорбенте. Равновесные величины адсорбции паров веществ на ФАС-3 были измерены на гравиметрической вакуумной установке, разработанной в ИФХЭ РАН. Регенерацию адсорбента проводили в течение 6 ч при температуре 623 К до давления 0,1 Па. Максимальная абсолютная погрешность измерения составила ± 0,01 ммоль/г с доверительной вероятностью 95 %. Измерение давлений паров органических веществ в пределах 0,13 Па–0,31 МПа осуществляли манометрами абсолютного давления М10, М1000, разработанными и изготовленными в ИФХЭ РАН. Погрешность измерения давлений манометром М10 в интервале 0,13 до 1 330 Па составила ±0,066 Па, а манометром М1000 в интервале от 13 Па до 130 кПа была ±4,0 Па.

Литература

Krasilnikova O.K., Kazbanov N.S., Guryanov V.V. Temperature effect on phenol adsorption by microporous activated carbons of FAS type. Fizikokhim. Pov-ti Zaschita Mater. 2009. V. 45. N 5. P. 467-473 (in Russian). DOI: 10.1134/S2070205109050037.

Fomkin A.A., Sinitsyn V.A., Guryanov V.V. Hydrogen adsorption in nanoporous carbon adsorbents obtained by thermochemical synthesis based on furfural. Kolloid. Zhurn. 2008. V. 70. N 3. P. 408-412 (in Russian).

Fomkin A.A., Menschikov I.E., Pribylov A.A., Guryanov V.V., Shkolin A.V., Zaytsev D.S., Tvardovskiy A.V. Methane adsorption on a microporous carbon ad-sorbent with a wide pore size distribution. Kolloid. Zhurn. 2017. V. 79. N 1. P. 96-103 (in Russian).

Menschikov I.E., Fomkin A.A., Shkolin A.V., Strizhenov E.M., Zaytsev D.S., Tvardovskiy A.V. Energy of methane adsorption on microporous carbon adsorbents. Fizikokhim. Pov-ti Zaschita Mater. 2017. V. 53. N 5. P. 459-464 (in Russian).

Ibragimova R.I., Grebennikov S.F., Guryanov V.V., Vorobyev-Desyatovskiy N.V., Kubyshkin S.A. Characterization of porous structure of carbon adsorbents with a wide distribution of micropore sizes. Zhurn. Fizich. Khim. 2012. V. 86. N 5. P. 941-946 (in Russian). DOI: 10.1134/S0036024412050147.

Kharitonova A.G., Krasilnikova O.K., Vartapetyan R.Sh., Bulanova A.V. Adsorption of some nitrogen-containing compounds and benzene derivatives from aqueous solutions on active coals. Kolloid. Zhurn. 2005. V. 67. N 3. P. 416-420 (in Russian). DOI: 10.1007/s10595-005-0107-3.

Zivadze A.Yu., Guryanov V.V., Petukhova G.A. Analysis of the microporous structure of carbon adsorbents in the framework of the theory of bulk filling of micropores. Fizikokhim. Pov-ti Zaschita Mater. 2011. V. 47. N 5. P. 508-516 (in Russian).

Petukhova G.A. Analysis of the microporous structure of carbon adsorbents in the framework of the theory of volume filling of micropores. Fizikokhim. Pov-ti Zaschita Mater. 2008. V. 44. N 2. P. 170-176 (in Russian). DOI: 10.1134/S0033173208020082.

Mukhin V.M. The role of active coals in the ecology of oil and gas production, transportation and processing. Bezopasnost Truda Prom-ti. 2018. N 3. P. 29-34 (in Russian). DOI: 10.24000/0409-2961-2018-3-29-34.

Mukhin V.M. Environmental aspects of the use of active coals. Ekologiya Prom-t’ Rossii. 2014. N 12. P. 52-56 (in Russian).

Menschikov I.E., Fomkin A.A., Zivadze A.Yu., Shkolin A.V., Strizhenov E.M., Pulin A.L. Methane adsorption on microporous carbon adsorbents at supercritical temperatures. Fizikokhim. Pov-ti Zaschita Mater. 2015. V. 51. N 4. P. 345-350 (in Russian). DOI: 10.1134/S2070205115040243.

Shkolin A.V., Fomkin A.A., Sinitsyn V.A. Methane adsorption on the microporous carbon adsorbent AUK. Kolloid. Zhurn. 2008. V. 70. N 6. P. 849-854 (in Russian). DOI: 10.1134/S1061933X08060173.

Nabiulin V.V., Fomkin A.A., Tvardovskiy A.V. Adsorption of carbon tetrachloride on microporous carbon adsorbent AR-V. Fizikokhim. Pov-ti Zaschita Mater. 2011. V. 47. N 2. P. 136-139 (in Russian).

Shkolin A.V., Fomkin A.A., Yakovlev B.U. Analysis izoster adsorption of gases and vapors on microporous adsorbents. Izv. Akad. Nauk. Ser. Khim. 2007. N 3. P. 380-385 (in Russian). DOI: 10.1007/s11172-007-0064-6.

Fomkin A.A., Zivadze A.Yu., Shkolin A.V., Menschikov I.E., Pulin A.L. Study of adsorption and accumulation of methane on a microporous carbon adsorbent in a wide temperature interval. Fizikokhim. Pov-ti Zaschita Mater. 2016. V. 52. N 5. P. 456-464 (in Russian). DOI: 10.1134/S2070205116050075.

Yakovlev V.Yu., Fomkin A.A., Tvardovski A.V. Adsorption and deformation phenomena at the interaction of CO2 and microporous carbon adsorbent. J. Colloid Interf. Sci. 2003. V. 268. P. 33-36. DOI: 10.1016/S0021-9797(03)00696-9.

Yakovlev V.Yu., Tvardovski A.V., Fomkin A.A. Adsorption and deformation phenomena at the interaction of N2 and microporous carbon adsorbent. J. Colloid Interf. Sci. 2004. V. 280. P. 305-308. DOI: 10.1016/j.jcis.2004.07.029.

Tvardovskiy A.V. Sorbent deformation. Amsterdam, Boston: Elsevier (Holland), Academic Press (USA). 2006. 286 p.

Tvardovskiy A.V., Nabiulin V.V., Fomkin A.A., Shkolin A.V., Zaytsev D.S. Sorbostriction of AR - V carbon adsorbent in organic vapor adsorption. Chem. Eng. Trans-act. 2017. V. 57. P. 1483-1488.

Vargaftik N.B. Reference book on thermophysical properties of gases and liquids. M.: Nauka. 1972. 720 p. (in Russian).

Burdun G.D., Markov B.N. Fundamentals of metrology. M.: Izd-vo Standartov. 1985. 256 p. (in Russian).

Опубликован
2019-07-21
Как цитировать
Zaytsev, D. S., Tvardovskiy, A. V., Shkolin, A. V., & Fomkin, A. A. (2019). АДСОРБЦИЯ ПАРОВ БЕНЗОЛА, АЦЕТОНА И ТЕТРАХЛОРМЕТАНА НА МИКРОПОРИСТОМ УГЛЕРОДНОМ АДСОРБЕНТЕ ФАС-3. ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ», 62(7), 52-57. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20196207.5877
Раздел
ХИМИЯ неорганич., органич., аналитич., физич., коллоидная, высокомол. соединений