Синтез нановолоконного гибридного композита из обработанного карбамидом окисленного угля, полученного путем активации K2CО3 карбонизованной лигноцеллюлозы
DOI:
https://doi.org/10.18321/cpc21(4)273-285Ключевые слова:
углеродное нановолокно, пиролиз, карбамид, функционализация, азотсодержащий активированный уголь.Аннотация
В исследовании было получено бамбукообразное углеродное нановолокно (УНВ), сформированное на порошкообразном N-функционализированном активированном угле (АУ), с помощью общепринятых методов: карбонизации рисовой шелухи во вращающемся стальном реакторе с последующей активацией карбонатом калия, промывкой водой, окислением азотной кислотой, пропиткой карбамидом и последующим отжигом в токе аргона при 950 ºС в кварцевом трубчатом реакторе. В процессе выгрузки реактора из печи происходила ресублимация продуктов пиролиза карбамида, приводящая к образованию композита АУ/УНВ. Физико-химические свойства полученного материала исследовали различными методами, включая низкотемпературную адсорбцию азота, РФЭС, СЭМ/ЭДРС, а также ПЭМ. По результатам низкотемпературной адсорбции азота было установлено, что полученный микро-мезопористый материал обладает высокой удельной поверхностью и большим объемом нанопор; согласно результатам РФЭС и ЭДРС было показано, что компонент АУ полученного композита содержит значительное количество ковалентно связанного азота (до 1,4 %), на микроснимках СЭМ и ПЭМ отчетливо видны бамбукообразные УНВ в диапазоне размеров 90-3000 нм, некоторые из которых содержат микрочастицы карбида железа. Разработан простой однореакторный синтез гибридного композита на основе азотсодержащего АУ/УНВ из окисленного АУ и карбамида, имеющего потенциал применения в качестве электродного материала для электрохимических процессов, эффективных углеродных адсорбентов и катализаторов для различных процессов.
Библиографические ссылки
(1). Zhuravsky SV, Kartel MT, Tarasenko YO, Villar-Rodil S, Dobos G, Tóth A, Tascón JMD, László K (2012) Applied Surface Science 258(7): 2410–2415. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2011.10.062
(2). Seredych M, Hulicova-Jurcakova D, Lu GQ, Bandosz TJ (2008) Carbon 46(11):1475–1488. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2008.06.027
(3). Jandosov JM, Mikhalovska LI, Howell CA, Chenchik DI, Kosher BK, Lyubchik SB, Silvestre-Albero J, Ablaikhanova NT, Srailova GT, Tuleukhanov ST, Mikhalovsky SV (2017) Eurasian Chemico-Technological Journal 19(4):303–313. https://doi.org/10.18321/ectj678
(4). Satayeva AR, Howell CA, Korobeinyk AV, Jandosov J, Inglezakis VJ, Mansurov ZA, Mikhalovsky SV (2018) Science of The Total Environment 630(15):1237–1245. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.02.329
(5). Merkel A, Satayeva A, Cannon F, Howell C, Meikle St, László K, Inglezakis V, Jandosov J, Ray S, Mansurov ZA, Mikhalovsky S (2016) Eurasian Chemico-Technological Journal 18(4):299–304. http://doi.org/10.18321/ectj472
(6). Schaber PM, Colson J, Higgins S, Thielen D, Anspach B, Brauer J (2004) Thermochimica Acta. 424(1-2):131–142. https://doi.org/10.1016/j.tca.2004.05.018
(7). Back RA, Childs J (1968) Canadian Journal of Chemistry 46(6):1023–1024. https://doi.org/10.1139/v68-166
(8). Thomas A, Fischer A, Goettmann F, Antonietti M, Muller J.O, Schlo¨gl R, Carlsson JM (2008) Journal of Materials Chemistry 18:4893–4908. https://doi.org/10.1039/B800274F
(9). Terrones M, Grobert N, Terrones H (2002) Carbon 40(10):1665–1684. https://doi.org/10.1016/S0008-6223(02)00008-8.
(10). Liu H, Zhang Y, Li R, Sun X, Désilets S, Abou-Rachid H, Jaidann M, Lussier LS (2010) Carbon 48(5):1498–1507. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2009.12.045
(11). Jia Z, Kou K, Qin M, Wu H, Puleo F, Leonarda FL (2017) Catalysts 7:256. https://doi.org/10.3390/catal7090256
(12). Ashok A, Kumar A, Ponraj J, Mansour SA (2020) Carbon 170:452–463. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2020.08.047
(13). Hessels CJM, Homan TAM, Deen NG, Tang Y (2022) Powder Technology 407:117540. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2022.117540
(14). Steinbach I, Plapp M (2012) Continuum Mechanics and Thermodynamics 24:665–673. https://doi.org/10.1007/s00161-011-0204-y
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2023 Ж.М. Жандосов, А.Ж. Байменов, С. Азат, Ш. Султахан, Р.Г. Абдулкаримова, Б.Т. Лесбаев, Е.О. Досжанов, З.А. Мансуров
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
