углеродные сорбционные волокна
Классы МПК: | B01J20/20 содержащие свободный углерод; содержащие углерод, полученный процессами коксования C01B31/08 активированный уголь |
Автор(ы): | Лысенко Александр Александрович[RU], Асташкина Ольга Владимировна[RU], Каторгина Елена Юрьевна[RU], Бездудный Феликс Федорович[RU], Марков Николай Сергеевич[BY], Якобук Анатолий Алексеевич[BY], Палховский Михаил Васильевич[BY], Докучаев Владимир Николаевич[BY], Гриневич Петр Николаевич[BY] |
Патентообладатель(и): | Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна (RU), Светлогорское производственное объединение "Химволокно" (BY) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1997-05-14 публикация патента:
27.04.1998 |
Изобретение относится к углеродным сорбционно-активным волокнам на основе вискозного волокна, которое является исходным материалом для изготовления фильтров для очистки сточных вод, а также для выделения и концентрирования металлов в качестве ионнообменных сорбентов. Сущность изобретения: углеродный волокнистый сорбент пиролитически получен с последующей активацией волокон на основе вискозы. Сорбент содержит мезо- и макропоры, глубина мезо- макропористого слоя волокна составляет 1000 - 5000
при соотношении мезо- и макропор в нем 1:0,25-0,75. 2 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2
![углеродные сорбционные волокна, патент № 2109562](/images/patents/362/2109562/2109562t.gif)
Формула изобретения
Углеродные сорбционные пиролитически полученные с последующей активацией волокна на основе вискозных, включающие мезо- и макропоры, отличающиеся тем, что глубина мезо- и макропористого слоя волокна составляет 1000 - 5000![углеродные сорбционные волокна, патент № 2109562](/images/patents/362/2109562/2109562-9t.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к углеродным сорбционно-активным волокнам на основе вискозного волокна, которое является исходным материалом для изготовления фильтров для очистки сточных вод, а также для выделения и концентрирования металлов в качестве ионообменных сорбентов. Известны активированные углеродные волокна на основе целлюлозного волокна, характеризующиеся микропористой структурой, предназначенные для сорбции вредных веществ из различных сред, но в основном - из газовых сред. При этом, как правило, стремятся улучшить сорбционные свойства за счет увеличения объема микропор путем изменения условий процесса активации [1, 2]. Целью данной работы является создание углеродного сорбционно-активного волокна с новой структурой для очистки водных сред от ионов металлов платиновой группы, золота и тяжелых металлов. Наиболее близкими к изобретению являются углеродные сорбционные волокна в нетканой форме, полученные пиролитическим путем, с последующей активацией (Бусофит-ТМ на основе вискозных волокон) с развитой системой мезо- и макропор (средний радиус видимых пор 200 - 500![углеродные сорбционные волокна, патент № 2109562](/images/patents/362/2109562/2109562-2t.gif)
![углеродные сорбционные волокна, патент № 2109562](/images/patents/362/2109012/183.gif)
![углеродные сорбционные волокна, патент № 2109562](/images/patents/362/2109562/2109562-3t.gif)
![углеродные сорбционные волокна, патент № 2109562](/images/patents/362/2109562/2109562-4t.gif)
![углеродные сорбционные волокна, патент № 2109562](/images/patents/362/2109019/177.gif)
на 1-м этапе постепенно повышают температуру от 600 до 700oC в течение 10 - 20 мин;
на 2-м этапе волокно подвергают ударной тепловой обработке при 1000oC в течение 3 - 8 мин. На 1-м этапе создается система микропор и мезопор, однако могут практически отсутствовать макропоры, что затрудняет проникновение ионов металлов в структуру сорбента. На 2-м этапе за счет ударной тепловой обработки удается, при увеличении доступности мезопор за счет образования макропор, сохранить прочность волокна. Полученный углеродный сорбционно-активный материал соответствует признакам, указанным в формуле изобретения, при этом содержание микропор во всех образцах соответствует 0,05 см3/г, а диаметр волокна 5 - 8 мкм. Количество мезо- и макропор рассчитывали по методике [4]. Толщина мезо- и макрослоя определялась методом электронной микроскопии поверхности и срезов волокна [5], малоугловым рентгеноструктурным анализом [6], электронным зондированием волокна после сорбции [7]. Рассчитав по указанной методике объем мезо- и макропор, определяли их соотношение. Исходные данные приведены в табл. 1. Сорбционную емкость Pt (II), Pt (IV), Pd, Au, Cr (VI), Cd, Hg определяли по методике [8]. Пример 1. Углеродное сорбционно-активное волокно на основе вискозы с мезо-макропористым слоем с глубиной 100
![углеродные сорбционные волокна, патент № 2109562](/images/patents/362/2109562/2109562-5t.gif)
![углеродные сорбционные волокна, патент № 2109562](/images/patents/362/2109562/2109562-6t.gif)
![углеродные сорбционные волокна, патент № 2109562](/images/patents/362/2109562/2109562-7t.gif)
![углеродные сорбционные волокна, патент № 2109562](/images/patents/362/2109562/2109562-8t.gif)
1. Перлин В.А., Фридман Л.И., Тарасова В.В. Углеволокнистые адсорбенты //Обзор. инф. Сер. Промышленность химических волокон. М.: НИИТЭХИМ, 1987, с. 35. 2. Фридман Л.И., Перлин В.А., Тарасова В.В. Получение, свойства и применение волокнистых адсорбентов //Обзор. инф. Сер. Промышленность химических волокон. М.: НИИТЭХИМ, 1981, с. 25. 3. Симанова С.А., Бурмистрова Н.М., Князьков О.В., Лысенко А.А. Сорбционное извлечение платины, палладия и золота из растворов хлорокомплексов новым углеродным сорбентом //Тез. докл. XVI Международного черняевского совещ. по химии, анализу и технологии платиновых металлов. Екатеринбург: 1996, с. 51. 4. Фенелонов Б.В. Стандартизация методов, приборов и установок контроля качества промышленных катализаторов. Новосибирск: 1991, с. 88. 5. Лукьянович В.М. Электронная микроскопия в физико-химических исследованиях. М.: АН СССР, 1960. 6. Foigin L.A., Svergun D.I. Structure analysis by smallangle X-ray and Neitron Scattering. - N.Y.: Plenum Press. - 1987. 7. Овсянникова И. А. , Гольденберг Г.И., Фенелонов В.Б., Гаврилов В.Ю. //Изв. СО АН СССР, сер. хим. 1986, в.3, с. 3. 8. Каторгина Е. Ю. Разработка волокон-сорбентов биологически активных веществ, изучение их свойств и областей применения: Дис. ... канд. техн. наук. СПб. 1996, с. 244.
Класс B01J20/20 содержащие свободный углерод; содержащие углерод, полученный процессами коксования
Класс C01B31/08 активированный уголь