Читать онлайн «Модифицирование медью углеродных сорбентов для восстановительной сорбции кислорода»

153 Модифицирование медью углеродных сорбентов для восстановительной сорбции кислорода Булгакова Н. С. , Чайка М. Ю. , Кравченко Т. А. , Полянский Л. Н. , Крысанов В. А. Воронежский государственный университет, Воронеж Аннотация В работе получены медьсодержащие композиты на основе синтетического угля СКС-3 и природного активированного угля БАУ. Методом сканирующей электронной микроскопии установлено, что частицы металла, химически осажденные на углеродную матрицу СКС-3, имеют размер от 500 нм до 5 мкм, а частицы меди, полученные на материале БАУ, – от 100 до 500 нм. Обнаружено, что природа восстановителя и углеродной матрицы оказывает влияние на форму и распределение частиц ультрадисперсной меди в объеме и на поверхности носителя. При увеличении количества циклов насыщения сорбента ионами меди Cu2+ с последующим их химическим восстановлением содержание меди возрастает до предельной величины (1. 02-1. 08 ммоль/см3). Внедрение ультрадисперсного металла приводит к существенному увеличению скорости восстановительной сорбции молекулярного кислорода, растворенного в воде. На начальном этапе процесс протекает на поверхности зерна композита, а со временем процесс переходит в объем гранул Введение Перспектива использования углеродных матриц в качестве носителей микро- и нанодисперсных частиц металлов обусловлена стабилизирующем действием данных материалов [1,2]. Электронпроводящие свойства углеродной матрицы и развитая поверхность нанесенного металла делают возможным использование композитов в качестве электрокатализаторов [3,4], электрохимических накопителей энергии [5], аккумуляторов газообразного водорода [6]. Модифицирование углеродных носителей металлом повышает их кислородопоглотительную способность, что связано не только с восстановительными свойствами активных углей (АУ), но и высокой реакционной способностью дисперсного металла. Металлсодержащие композиты могут быть синтезированы на основе отработанных АУ [7], в отличие от специально создаваемых кислородопоглотителей – электронообменников с функциональными хинон-гидрохинонными группами, медьгидразинсодержащих электронообменников, медь- и висмутсодержащих электроноионообменников на основе ионообменников и углей [8, 9]. В [10] показано, что активированный катодным током уголь марки СКС-3 проявляет сорбционную способность по отношению к растворенному в водных средах молекулярному кислороду, что позволяет использовать данный материал в технологии непрерывного обескислороживания. Для композитов на основе углеродных матриц (промышленные марки электроноионообменников ЭИ-5, ЭИ-5у, ЭИ-12, ЭИ-15) в основном свойственен внутридиффузионный механизм сорбции растворенного в воде кислорода, что обусловлено Булгакова и др. / Сорбционные и хроматографические процессы. 2008. Т. 8. Вып. 1 154 замедленностью транспорта кислорода через окисленную часть гранулы материала [11].