Диссертация (1091679), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Сначала осаждают нанокристаллы Au которые, при термическойобработке превращаются в непрерывные поликристаллические нанопроволоки.Нанесение наночастиц Au и Pt из растворов HAuCl4 и Na2PtCl4 на УМ можетпроисходить самопроизвольно за счет самовосстановления [126]. Декорированиеуглеродных волокон частицами серебра позволяет улучшить электрические свойства42углеродныхматериалов,чтоважнодляэлектроники(изготовленииэлектропроводящих подложек).Серебросодержащиеволокнаиспользуютсявоптике,аэростроении,машиностроении, в катализе и медицине [127].В работе [128] получены медьсодержащие композиты на основе синтетическогоугля и природного активированного угля.
Методом сканирующей электронноймикроскопии установлено, что частицы металла, химически осажденные науглеродную матрицу, имеют размер от 500 нм до 5 мкм. Обнаружено, что природавосстановителя и углеродной матрицы оказывает влияние на форму и распределениечастиц ультрадисперсной меди в объеме и на поверхности носителя. При увеличенииколичества циклов насыщения сорбента ионами меди Cu2+ с последующим иххимическим восстановлением содержание меди возрастает до предельной величины(1.02-1.08ммоль/см3).Внедрениеультрадисперсногометаллаприводитксущественному увеличению скорости восстановительной сорбции молекулярногокислорода, растворенного в воде.
На начальном этапе процесс протекает наповерхности зерна композита, а со временем процесс переходит в объем гранул.Адсорбционную деформацию микропористостых углеродных сорбентов приадсорбции н-гексана и криптона наблюдали авторы работ [129,130]. Они получилизависимости относительной линейной деформации от количества адсорбированноговещества. В области низких заполнении (до 2 мМ н-C6H14 на 1 г сорбента)наблюдается деформация сжатия, а при высоких заполнении деформациярасширения материала. Такое поведение сорбентасвязано с изменениемповерхностного натяжения стенок щелевидных пор гранулированного углеродногоадсорбента АР-В рекуперационного типа, изготовленного из каменноугольной пыли исмолы методом парогазовой активации [119,129]. Деформации углеродного сорбентаАУК наблюдается и при адсорбции критона.
Максимальное расширение АУК, равное0.5%, примерно в 40 раз превосходит сжатие, наблюдаемое при низких давлениях.Деформация расширения увеличивается с ростом адсорбции и с ростом температуры.1.2.4. Адсорбция хлорфенолов и красителей из водных растворовАдсорбция растворенных органических веществ лежит в основе многихтехнологических процессов. Особенно актуально использование сорбционныхпроцессов в технологии очистки сточных вод промышленных предпириятий от43органических веществ. К основным токсикантам, загрязняющимокружающуюсреду, относят фенол и его производные, в первую очередь хлорфенолы, которыепринадлежат к соединениям первого – третьего классов опасности [131].Наиболееэффективнымиадсорбентами для извлечения органическихсоединений из водных растворов являются активные угли, характеризующиесявысокой сорбционной активностью, но не лишенные также и недостатков,связанных с низкой механической прочностью, осложнениями при фильтрации[132,133].
Также для извлечения фенолов из сточных вод применяют множестводругихадсорбентов, такиекакдоступные и дешевые бурый уголь, глауконит,тростник, а в перспективе возможно и углеродные нанотрубки [134].В работе 135 изучена адсорбция различных фенолов из водных сред науглеродных волокнистых, порошкообразных и гранулированных адсорбентах.Наилучшими сорбционными параметрами обладает активированное углеродноеволокно.
Степень извлечения фенолов АУВ марки УВИС-АК достигает 99%.В работе 136 исследовалась адсорбция фенола на модифицированныхмногослойных углеродных нанотрубках. Показано, что с повышением температурыпрокаливания углеродных нанотрубок уменьшаются удельная поверхность от 525до 245 м2/г и содержание кислорода на поверхности образцов. Установленазависимостьадсорбциифеноланауглеродныхнанотрубкахотстепенивосстановления их поверхности при термической обработке.Хлорфенолы(ХФ)представляетсобойгруппуопасныхорганическихсоединений, имеющих общую формулу HOC6H5-nCln , где n = 1 - 5.
Эти органическиезагрязнители представляют серьезную экологическую проблему из-за токсичности,канцерогенности, устойчивости к биоразложению и способности накапливаться впочве, в организмах животных, рыб, птиц. В работе [137] химически активированныйуголь, полученный из скорлупы миндальных орехов, был использован для удаленияиз воды 2,4-дихлорфенола. Результаты тестирования адсорбционных свойствпоказали, что он может быть хорошим бюджетным сорбентом для дихлорфенола иззагрязненнойводы.Вработе138проведенаадсорбционнаяочисткафенолсодержащих вод на углеродных адсорбентах, полученных из древесныхотходов (смешанных отходов лесозаготовок березовой и осиновой древесины;гидролизного лигнина), как в зерненном, так и в порошкообразном виде.44Кроме углеродных сорбентов для удаления фенола из воды авторы работ138,139 использовали силикагель, отходы буровых работ (ОБР), проводимых припоиске нефти и газа в море.Адсорбция красителей из водных растворов Среди экологических проблем,связанных с предотвращением загрязнения окружающей среды, важное местозанимает разработка эффективных методов очистки сточных вод от токсичныхзагрязнителей,к которым относятсяи органическиекрасители.
Несколькоматериалов, такие как силикагель, глина, цеолит, опилки, активированный уголь,водоросли, сельскохозяйственные отходы, растительных отходов были испытаны вкачестве адсорбента для деколоризации воды. Ассортимент углеродных сорбентов,выпускаемых российскими и зарубежными производителями и предназначеными дляудаления из воды красителей-поллютантов, а также для обесцвечивания растворовпищевогоназначения,постояннорасширяется.Рассматриваютсяименееэкономичные материалы. Так, в работе [140] авторы использовали однослойныеуглеродные нанотрубки, функционализированые карбоксильными группами, графени оксид графена в качестве альтернативных адсорбентов для удаления из водногораствора катионного красителя Основной Красный 46.
Результаты показали, чтоудаление ОК 46 возрастает с увеличением концентрации исходного красителя,времени контакта и рН.Адсорбция тестовых красителей используется как аналитический метод дляхарактеристикиуглеродныхсорбентов.Встандартизированныхметодикахопределяется «число метиленового синего». В разных странах методика отличается. ВРоссии она прописана ГОСТом 4453–74 [141].
Согласно [142-147], наиболееинформативным при изучении геометрической величины и физико-химическогосостояния углеродной поверхности является метод определения адсорбции изводных растворов красителей метиленового синего (МС) и метанилового желтого(МЖ). В работе [142] установлено, что адсорбция катиона Метиленовый синий (МС)на поверхности различных графитов зависит от химического состава поверхностиматериала. Приодинаковыхусловияхобработки физико-химическиеиадсорбционные характеристики активированных углей зависят от состава исходногосырья [143].
Авторы статьи [144] адсорбцию МС и МЖ исследовали для определенияудельной поверхности углеродных волокон, а также поверхностной концентрации и45пространственной доступности поверхностных кислотных и основных групп.Адсорбция анионного красителя МЖ протекает на доступных поверхностныхосновных группах углеродного материала. В статье [145] утверждается, чтоопределение адсорбции МС при 298К на активированных углеродных материалахможет быть использовано для индикации развитой микропористости.
Однакоавторы работы [146] пришли к противоположному заключению о недоступностипоровой структуры активированных углеродных материалов для молекулы МС,что приводит к заниженным значениям удельной поверхности, рассчитанной повеличинеадсорбциикрасителя.Вработе[147]приведеныданные,свидетельствующие о возможности использования методов определения адсорбцииМС и МЖ для оценки кислотности поверхностипорошков.Увеличениеадсорбцииактивированныхуглеродныхкислотно-основного красителя МС приокислении дисперсных углеродных материалов обусловлено увеличением удельнойповерхности, определяемой методом низкотемпературной адсорбции криптона (БЭТ).Адсорбция МС, рассчитанная на 1м2 поверхности, при окислении углеродныхматериалов остается постоянной.
Утверждается [147], что разность величинадсорбции, определенных по МС и по анионному кислотному красителю МЖ,может служить мерой количества образовавшихся на углеродной поверхностианионных групп. Авторы [148], доказали перспективность применения УВ всравнению с АУ. Они считают, что активированное углеродное волокно не являетсяпросто «волокнистым активным углем», оно обладает высокофункциональнымисвойствами, которых нет у традиционных гранулированного и порошкообразногоактивирванных углей.1.3.
Серебро, золото и медь как биоцидные добавкиИоны и наночастицы металлов, прежде всего серебра, являются популярнымобъектом перспективных прикладных разработок в различных областяххимии,техники и медицины и в то же время, уже находят применение в практике впроизводстве различных товаров (косметики, одежды, бытовой техники и др.).Антибактериалныезарекомендовалисебяпрепаратывнамедицинеоснове[149].коллоидногосеребраФундаментальныехорошоисследования,проведенные в 1980-1990-х г.г., показали, что у НЧ серебра сочетаются редкиеценные качества уникальные оптические свойства, обусловленные поверхностным46плазмонным резонансом, высокоразвитая поверхность, каталитическая активность,высокая емкостью двойного электрического слоя и др.Серебровионномвидеобладаетбактерицидным,выраженнымпротивогрибковым и антисептическим действием и служит высокоэффективнымобеззараживающимсредствомвотношениипатогенныхмикроорганизмов,вызывающих острые инфекции.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
