Nanoporous carbon materials production from softwood timber

Abstract

Площадь, занимаемая в РФ мягколиственными породами, приближается к 150 млн га. В период 2005–2010 гг. площадь, занимаемая березой, увеличилась на 16 %, а площадь, занятая осиной, выросла на 14 %. Эти породы, в отличие от хвойных, имеют ограниченный сбыт, поэтому проблема их переработки является весьма актуальной для лесопромышленного комплекса РФ. Нами предложена технология получения углеродных материалов из мягколиственной древесины, которая складывается из стадий пиролиза, брикетирования угля, активации водяным паром, окисления активного угля типа БАУ горячим воздухом. Наши опытные данные по извлечению железа и цинка из отработанного травильного раствора цинковального производства на Северском трубном заводе с применением окисленного угля показали ступенчатый характер изменения концентраций катионов. Данное явление можно объяснить только тем, что они сначала заполняют микропоры древесного окисленного угля по механизму объемного заполнения, а затем проходит послойное заполнение мезопор. Поскольку выяснено, что свойства окисленного древесного угля зависят от размера пор, то он относится к наноматериалам. По работе сделаны выводы: – применение повышенной конечной температуры пиролиза нивелирует выход и качество угля из различных видов мягколиственной древесины; – при использовании дисперсного сырья для пиролиза необходима организация производства древесно-угольных брикетов; – активация водяным паром угля из мягколиственной древесины позволяет получить активные угли типа БАУ; – углеродные материалы на основе древесного угля имеют свойства наносистем.

The area occupied by the species of softwood timber in Russia, is approaching 150 million hectares. In the period 2005–2010 y. birch area increased by 16 %, and the aspen area increased by 14 %. Given that these rocks, unlike conifers, have limited distribution, the problem of recycling is very relevant to the timber industry of the Russian Federation. We offered technology of carbon materials from softwood timber, which consists of the stages of pyrolysis, charcoal briquetting, steam activation, oxidation of the active coal BAU type hot air. Our experienced data to extract iron and zinc from spent pickling solution by the process of applying zinc to the surface at Seversky Tube Works with application of oxidized charcoal showed stepped nature of the cation concentrations. This phenomenon can only be explained by the fact that they fi rst fi ll the micropores of charcoal oxidized on the 3-d shading, and then passes the layer fi lling mesopores. Because the found that the properties of oxidized charcoal depends on the size of the pores, it applies to Nanosystems. Conclusions: application of high end temperature pyrolysis reduces yield and quality of charcoal from different types of softwood timber ; using the raw materials needed for pyrolysis of a dispersed organization of production of charcoal briquettes; activation of steam coal from softwood timber lets get active charcoal type BAU; charcoal based materials have properties of Nanosystems.