Дослідження адсорбційної здатності вуглецевих матеріалів, одержаних з різної рослинної сировини

Метою роботи було дослідження можливостей отримання активованих вуглецевих матеріалів (АВ) з керованою нанопористістю в залежності від використаної сировини шляхом залучення інноваційного методу їхнього виробництва та підтвердження ефекта зменшення густини рідини під дією адсорбційного потенціалу стінок пори шляхом моделювання методом ґраток Больцмана у рамках двовимірної моделі. Результати дослідження показали, що в залежності від використаної сировини (щепи різних листяних порід деревини) та способу її первинної обробки (залучення інноваційного методу виробництва, зсувної деформації, зокрема) можна одержати АВ з різним співвідношенням мікро- і мезопор, від майже повністю мікропористих зразків до зразків з розвиненою мезопористістю. Показано, що під час карбонізації органічна речовина, яка блокувала пори трубчастої структури, видаляється, утворюючи відкриті отвори. Дані інфрачервоної (ІЧ) Фур’є спектроскопії підтверджують, що сформована поверхня мікро-мезопористого сорбента повинна активно взаємодіяти з полярними та неполярними адсорбатами за допомогою поверхневих функціональних груп, що відповідає отриманим в роботі результатам структурно-сорбційних параметрів АВ. Шляхом моделювання методом ґраток Больцмана розраховано розподіл густини рідини вздовж осі пори мезопористої матриці в залежності від вихідного кута змочування та розміру капіляра. Показано, що в нанопорах малого розміру (10 нм) густина рідкої фази поступово спадає та на деякій глибині пори настає її стрибкоподібне падіння, що відображає наявність фазового переходу до інтенсивного пароутворення. Отже, підтверджено механізм очистки водних розчинів від шкідливих домішок нанорозмірними порами завдяки ефекту зменшення густини рідини під дією адсорбційного потенціалу стінок пори. Отримані в роботі мікро-мезопористі АВ можуть бути використані для виробництва широкого спектра матричних та композиційних матеріалів з керованою нанопористістю. Вони є перспективними сорбційними матеріалами, оскільки характеризуються меншими дифузійними ускладненнями при адсорбції. А ефект зменшення густини рідини під дією адсорбційного потенціалу стінок пори добре пояснює можливий механізм очищення забруднених водних рідин з допомогою мезопористої матриці.

Abstract licence: CC BY

A person counts once a day per paper. We keep no cookie and no address: a reader is a hash that changes every day. Any month under five reads shows no number.