Пористая структура и сорбционные свойства активного угля на основе осиновой древесины

Abstract

С применением низкотемпературной адсорбции азота экспериментально определены удельная поверхность и распределение пор по размерам для активного угля из осиновой древесины. Показано, что удельная поверхность мезопор может достигать 290 м2/г. Полученные результаты выявили, что основное количество микропор в осиновом активном угле имеет размеры в пределах 1–1,2 нм, а основное количество мезопор – в пределах 3–5 нм. Изменение продолжительности процесса активации оказывает существенное влияние практически на все характеристики пористой структуры активного угля, получаемого на основе осиновой древесины. С повышением продолжительности активации увеличиваются средняя ширина и удельная поверхность мезопор, а также общий объем и удельная поверхность пор. Вместе с тем средняя ширина микропор несколько снижается. Материал обладает высокими сорбционными свойствами относительно извлечения ионов Fe3+, Zn2+, Cu2+, NO3–. Результаты независимой экспертизы полученного активного угля показали, что он может применяться для очистки природных вод и в технологии очистки вод оборотного цикла предприятий горно-металлургического комплекса.

The specific surface area and pore size distribution for active carbon from aspen wood were experimentall determined using low-temperature nitrogen adsorption. It is shown that the specific surface area of mesopores can reach 290 m2/g. The obtained results showed that the main number of micropores in the aspen active carbon has dimensions in the range of 1–1,2 nm, and the main number of mesopores-in the range of 3–5 nm. The change in the duration of the activation process has a significant effect on almost all the characteristics of the porous structure of active carbon obtained on the basis of aspen wood. With increasing activation duration, the average width and specific surface area of mesopores, as well as the total volume and specific surface area of pores, increase. At the same time, the average width of micropores is slightly reduced. The material has high sorption properties with respect to the extraction of Fe3+, Zn2+, Cu2+, and NO3– ions. The results of an independent examination of the obtained active carbon showed that it could be used for natural water treatment and in the technology of water treatment of the recycling cycle of mining andmetallurgical enterprises.