ПОЛУЧЕНИЕ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ КАТАЛИТИЧЕСКИМ ПИРОЛИЗОМ ГАЗООБРАЗНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ

Авторы
Файлы

Меметов Н.Р. Шубин И.Н. Монаенков М.Ю. Статья в формате PDF 112 KB Среди материалов, построенных из атомов углерода, особое место занимает так называемый активный углерод. Его можно представить как конструкцию, построенную из слоев атомов углерода, образующих структуру, подобную графиту. Отличие от графита обусловлено различной степенью внутри- и межслоевой разупорядоченности атомов. Благодаря такой конструкции активный углерод имеет так называемое пористое прострaнcтво, объем и размер пор которого определяются размером первичных кристаллитов, хаpaктером их упаковки и взаимной ориентацией. В связи с этим другим часто встречающимся в литературе названием активного углерода является название "пористый углеродный материал" (ПУМ).

В настоящее время ПУМ представляют собой важнейший класс адсорбентов, катализаторов и носителей, промышленное производство которых измеряется многими сотнями тысяч тонн и непрерывно возрастает из-за расширения традиционных и появления новых областей применения. Среди них следует особо отметить процессы короткоциклового безнагревного адсорбционного разделения газов, наполнители контейнеров для хранения природного газа, тепловые машины, гидрометаллургию, гемосорбцию, носители каталитически активных компонентов и многое другое. [1]

Традиционной схемой получения ПУМ является высокотемпературный пиролиз твердого углеродсодержащего сырья. Этот метод получения имеет недостатки, среди которых наиболее существенными являются: а) углеродные кластеры и кристаллиты образуются в результате твердофазных плохо контролируемых превращений исходного углеродсодержащего сырья; б) минеральные примеси, содержащиеся в исходном сырье, переходят в состав конечного углеродного материала.

Сегодня наиболее интенсивно развивается новый подход к синтезу ПУМ, обеспечивающий контроль как за стадией образования первичных кластеров углерода, так и за процессом ассоциации кластеров в частицу активного углерода. Согласно этому подходу ПУМ получают путем каталитического пиролиза газообразных углеводородов (метан, пропан, ацетилен и т.д.) на поверхности твердого катализатора.

На базе Тамбовского инновационно - технологического центра машиностроения специалистами ТГТУ были получены ПУМ путем пиролиза пропан-бутановой смеси на поверхности твердого катализатора на основе никеля.

Навеску катализатора помещали в реактор, представляющий собой вертикальную обогреваемую трубу, в нижней и верхней части которой расположены штуцера для подвода исходного сырья и удаления продуктов реакции соответственно.

В реактор подавали пропан-бутановую смесь и нагревали реактор до 893 К. Скорость нагрева составляла 1К/с. Образец выдерживали при данной температуре в течение 30 мин. Расход газа составлял 6 л/ч. После этого нагрев отключали и охлаждали аппарат до комнатной температуры, навеску доставали и взвешивали. Полученный продукт, представлял собой порошок черного цвета. Отмывку материала от катализатора проводили в азотной кислоте с концентрацией 10% масс. в течение 2 часов при T=333 К, затем в дистиллированной воде до нейтрального pH.

Удельный выход продукта составлял 20¸25 г продукта/г катализатора.

Оценка пористой структуры и сорбционной емкости образца производилась специалистами ТамбовНИХИ методом ртутной порометрии.

Прямое измерение пористой структуры образца порошка не позволило провести оценку распределения пор по радиусам. Для проведения исследований из порошка была спрессована таблетка диаметром 10 мм.

Суммарная поверхность измеренных пор составила 69,66 м²/г.

Хаpaктеристический радиус измеренных пор равен 39А°.

Суммарная пористость - 52,15%.

Статическая сорбционная емкость образца по парам бензола составила 0,07 см³/г. Оценка проводилась эксикаторным методом.

Таким образом, на основании проведенных исследований пористой структуры полученный материал можно отнести к наноструктурированным материалам, которые могут быть использованы в качестве высокоэффективных адсорбентов нового поколения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Лихолобов В. А. Каталитический синтез углеродных материалов и их применение в катализе. // Соросовский образовательный журнал, № 5, 1997, C. 35-42.
Chen P., Zhang H.-B., Lin G.-D., Hong Q., Tsai K.R. Growth of carbon nanotubes by catalytic decomposition of CH₄or CO on a Ni-MgO catalyst. // Carbon Vol. 35, No. 10-11, 1997, pp. 1495-1501.

ТЕРМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ С РАЗЛИЧНЫМ СООТНОШЕНИЕМ ЖИДКИХ И ТВЕРДЫХ ПРОДУКТОВ

Статья в формате PDF 133 KB...

12 06 2026 7:31:13

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ РЕМОНТА БЫТОВОЙ ТЕХНИКИ

В статье показано, что ремонт бытовой техники в зависимости от сложности и условий эксплуатации подразделяется на ремонт непосредственно на дому у заказчика, ремонт в мастерской. Ремонт на дому у заказчика связан с выполнением мелкого и среднего ремонта, т.е. когда ремонт технически возможен и экономически целесообразен. Ремонт в мастерской выполняется тогда, когда невозможно его выполнить в домашних условиях. Кроме того , ремонт бывает в гарантийный период и в послегарантийный периоды эксплуатации. Во всех случаях оплата за ремонт осуществляется по своим правилам, ...

11 06 2026 12:12:49

ДОЛИНА Р. СУХОНЫ – ОСЬ РЕГИОНАЛЬНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КАРКАСА

Статья в формате PDF 314 KB...

10 06 2026 15:44:43

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ РЦБ-УСЛУГ УЧЕТНОЙ СИСТЕМЫ РОССИЙСКОГО РЫНКА ЦЕННЫХ БУМАГ

Статья в формате PDF 100 KB...

09 06 2026 9:45:32

ВЛИЯНИЕ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА НА СВОЙСТВА ИНСЕКТИЦИДА ДИМЕТОАТА

Статья в формате PDF 99 KB...

08 06 2026 0:59:39

САТУРАТОРЫ ИНЖЕКТОРНОГО ТИПА

Статья в формате PDF 91 KB...

07 06 2026 5:25:36

НОВЫЕ ПОДХОДЫ В ИЗУЧЕНИИ СТРУКТУРЫ И ФУНКЦИИ АЛЬФА-ФЕТОПРОТЕИНА

Статья в формате PDF 124 KB...

06 06 2026 10:14:22

О ПРИМЕНЕНИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ТУРИСТИЧЕСКОЙ СФЕРЕ

Статья в формате PDF 252 KB...

05 06 2026 11:25:44

ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ СЕРДЕЧНОГО РИТМА ПРИ ТЕРАПИИ КОМБИНИРОВАННЫМИ ГИПОТЕНЗИВНЫМИ ПРЕПАРАТАМИ СИНДРОМА ОСТРОЙ ДИСЦИРКУЛЯТОРНОЙ ЭНЦЕФАЛОПАТИИ

Статья в формате PDF 122 KB...

04 06 2026 21:44:22

РОЛЬ ИНТЕРЛЕЙКИНА-6 В РАЗВИТИИ ИНСУЛИНОРЕЗИСТЕНТНОСТИ

Статья в формате PDF 173 KB...

03 06 2026 8:18:57

ВЛИЯНИЕ МОКСОНИДИНА НА СУБФРАКЦИИ ЛИПИДОВ И ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ К ИНСУЛИНУ БОЛЬНЫХ С АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИЕЙ

Статья в формате PDF 131 KB...

02 06 2026 5:21:31

ИЗМЕНЕНИЯ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ У БОЛЬНЫХ С ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ И ОРГАНИЧЕСКОЙ КАРДИАЛЬНОЙ ПАТОЛОГИЕЙ

Статья в формате PDF 112 KB...

01 06 2026 5:35:52

СОСТОЯНИЕ ПРОИЗВОДСТВА И ПОТРЕБЛЕНИЯ БАРИТА В РОССИИ

Статья в формате PDF 107 KB...

31 05 2026 12:53:58

ЯВЛЯЕТСЯ ЛИ ПАХОВАЯ ГЕРНИОПЛАСТИКА ПО POSTEMPSKI АЛЬТЕРНАТИВОЙ НЕНАТЯЖНЫМ МЕТОДАМ?

Статья в формате PDF 129 KB...

30 05 2026 21:22:26

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПРОДУКТАХ ДЕТСКОГО ПИТАНИЯ

Статья в формате PDF 317 KB...

29 05 2026 0:28:21

ПИЩЕВАЯ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ МОЛОЧНО-ЯИЧНЫХ СТРУКТУИРОВАННЫХ НАПИТКОВ

Статья в формате PDF 97 KB...

28 05 2026 15:27:59

К ВОПРОСУ О БИОЛОГИЧЕСКОМ РАЗНООБРАЗИИ ЭКОСИСТЕМ СЕВЕРО-ВОСТОКА КУЗБАССА

Статья в формате PDF 125 KB...

27 05 2026 21:37:15

Функциональное состояние микрофагоцитов периферической крови у пациенток с расстройствами репродуктивной системы в пубертатном периоде

Статья в формате PDF 126 KB...

26 05 2026 4:23:55

ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ПАТОЛОГИИ: ХРОНИЧЕСКИЙ ИНФЕКЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС

В статье представлен фрагмент авторской концепции теории патологического процесса. На примере становления хронического инфекционного процесса проведен анализ взаимоотношения основных причинных факторов, составляющих сложную структуру этиологии болезни. ...

25 05 2026 18:10:45

ФАКТОРНЫЙ АНАЛИЗ ТАКСАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАЗНОВОЗРАСТНОГО СОСНЯКА СИБИРИ

Статья в формате PDF 416 KB...

24 05 2026 11:46:32

ВНЕШНИЕ СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА АВТОМОБИЛЬ

Статья в формате PDF 266 KB...

23 05 2026 3:22:11

НЕЙРОМЫШЕЧНАЯ АДАПТАЦИЯ К ГРАВИТАЦИОННОЙ РАЗГРУЗКЕ У МОЛОДЫХ МУЖЧИН И ЖЕНЩИН

Статья в формате PDF 364 KB...

22 05 2026 5:59:22

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ СЕБЕСТОИМОСТИ ЗАМОРАЖИВАНИЯ И ХРАНЕНИЯ ЯГОД И ПЛОДОВ, УСЛОВИЯ РЕНТАБЕЛЬНОСТИ ТАКОГО ПРОИЗВОДСТВА

Статья в формате PDF 184 KB...

21 05 2026 8:38:56

ФОРМА ДВЕНАДЦАТИПЕРСТНОЙ КИШКИ У ПЛОДОВ ЧЕЛОВЕКА. ПЕРСИСТИРОВАНИЕ РАННИХ ЭМБРИОНАЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ

Закладка двенадцатиперстной кишки имеет форму короткой дуги, она преобразуется в полукольцо при поперечном положении на рубеже 6-й – 7-й недель эмбриогенеза человека. У плодов эти состояния встречаются редко. ...

20 05 2026 0:16:33

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫХ БИОПРЕПАРАТОВ В ПИТАНИИ ЦЫПЛЯТ-БРОЙЛЕРОВ

Статья в формате PDF 90 KB...

19 05 2026 9:43:44

Поливариантная модель первичной сукцессии растительности на экотопически гетерогенной территории (на примере карьеров лесотундры)

На примере самозарастания песчаных карьеров разработана модель, описывающая формирование растительности в ходе первичной сукцессии на территории со сложным рельефом поверхности и соседством контрастных экотопов. ...

18 05 2026 20:10:58

МИКРОЭЛЕМЕНТОЗЫ ЧЕЛОВЕКА В УСЛОВИЯХ КРУПНОГО ПРОМЫШЛЕННОГО ГОРОДА

Статья в формате PDF 101 KB...

17 05 2026 0:44:56

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ 1,3-ДЕГИДРОАДАМАНТАНА С ДИМЕТИЛТРИСУЛЬФИДОМ

В статье рассмотрены реакции 1,3-дегидроадамантана, относящегося к напряженным мостиковым [3.3.1]пропелланам, с диметилтрисульфидом. Установлено, что при взаимодействии образуются 1,3-бис(метилтио)адамантан, 1-(метилдитио)-3-(метилтио)адамантан и 1,3-бис(метилдитио)адамантан в соотношении 1:4,5:1. Структуры полученных соединений подтверждены методами хромато-масс-спектометрии и ЯМР1Н-спектроскопии. Выход целевого 1-(метилдитио)-3-(метилтио)адамантана составляет 50 %. Было предположено, что реакция протекает по радикальному механизму. Приведено описание эксперимента. ...