Главная -> Словарь

Углеродные материалы

Углеродные адсорбенты, полученные на основе продуктов полукоксования асфальтитов, оказались эффективными иммуносор-бентами . Они имеют наиболее высокое содержание мезопор и необходимое количество транспортных пор, что дает возможность удерживать на их поверхности до 50—80 % белка, т. е. они являются наиболее перспективными носителями иммунных сывороток . Адсорбенты, полученные из сополимеров асфаль-

Титов обладают повышенной сорбционной. емкостью к благородным газам и их можно использовать в качестве газовых углей общего назначения, а также в сорбционных установках по очистке воздуха, сдуваемого с рабочих контуров ядерных энергетических установок . Гранулированные углеродные адсорбенты из полукокса асфальтита рекомендованы для предварительной очистки воды от механических примесей . При облучении асфальтита в смеси с дивинилбензолом был получен- продукт, который может быть использован в качестве абляционного материала в высокотемпературной технике, а также для

1.5. Пористые углеродные адсорбенты...........................................50

1.5. Пористые углеродные адсорбенты

Пористые углеродные адсорбенты относятся к углеродным материалам, обладающим высокой удельной адсорбционной способностью. К ним могут быть отнесены прежде всего активные угли, а также углеродные волокна, вспененные пеки и смолы, различные коксы.

Углеродные адсорбенты могут использоваться в самых разнообразных процессах, например, для извлечения продуктов из газовой фазы и растворов. Это очистка различных технических и пищевых продуктов, производство лекарственных веществ, поглощение токсинов из биологических жидкостей и непосредственно из крови человека.

В соответствии с основными областями применения углеродные адсорбенты можно разделить на следующие типы: - адсорбенты для адсорбции паров и газов;

Углеродные адсорбенты характеризуются полидисперсным распределением пор, включающих микро-, мезо- и макропоры. Определяющее значение в сорбционных процессах играют микропоры. Мезо- и макропоры выполняют в основном транспортную роль. Например, при очистке промышленных газов транспортные поры в количестве 0,2— 0,3 см3/г обеспечивают быстрое течение процесса. Большой объем круп-

Большая потребность в адсорбентах для очистки газообразных и водных выбросов производства от вредных соединений привела к поиску крупнотоннажных сырьевых ресурсов. Эта проблема успешно решается путем применения в качестве сырья для получения адсорбента ископаемых углей. Например, в США производится ~ 150 тыс. т/год активированных углей в качестве адсорбентов. Углеродные адсорбенты, как правило, получают из спекающихся каменных углей путем их гранулирования. Механическая прочность таких гранул обусловливается спекаемостью углей при карбонизации. С целью избежания деформации гранул предварительное окисление углей проводят при 350°С. Активация таких углей водяным паром осуществляется в кипящем слое. Углеродные адсорбенты имеют удельный объем пор от 0,32 до 0,39 смэ/г.

При обгарах выше 12-14$ углеродные адсорбенты теряют мо-лекулярно-еитовые свойства по отношению к молекулам с критическим диаметром менее 8 Я и суммарные объемы пор по всем пикнометрическим веществам сближаются.

Раздел 7. Высокоэффективные углеродные адсорбенты из нефтяных остатков. Этот раздел содержит сведения по новейшим достижениям в этой новой области, что заинтересует самый широкий круг специалистов в отраслях нефтехимической промышленности, экологии, ядерной энергетики и других.

Прогресс в технике всегда сопровождается использованием новых материалов. Эти материалы в каждом конкретном случае должны отвечать определенным требованиям тех условий, в которых они используются. Большую область в новой технике начали занимать углеродные материалы. Создание таких продуктов, как искусственный графит, углерод-углеродные конструкционные, композиционные материалы на основе углеродных волокон открывает новые возможности во многих областях техники и

Новые углеродные материалы с комплексом необходимых характеристик можно получить в большинстве случаев лишь на основе композиций , в которых собраны воедино лучшие качества различных его составляющих .

Углеродные материалы включают в себя широкий спектр как природных, так и искусственно созданных веществ. К природным относятся: графит и антрацит.

Искусственно созданные углеродные материалы - это прежде всего угаеграфитовые материалы, технология которых была разработана в конце прошлого века. Основные операции этой технологии не претерпели существенных изменений до настоящего времени. Твердые углеродные наполнители как природные , так и искусственные смешиваются со связующим . Эта смесь прессуется, в результате чего получаются так называемые «зеленые» заготовки, затем эти заготовки подвергаются термической обработке без доступа воздуха . При этом связующее превращается в кокс, связывая углеродный наполнитель в единый монолит. Обожженный материал затем может быть подвергнут дальнейшей высокотемпературной обработке без доступа воздуха , в процессе которой происходят сложные изменения внутренней структуры материала, такие как увеличение размеров графито-подобных кристаллитов, повышение степени их упорядоченности. Все основные операции получения углеграфитовых материалов будут рассмотрены подробно в последующих параграфах.

Химические свойства определяются в первую очередь окислительной стойкостью по отношению к кислороду воздуха. Углеродные материалы начинают окисляться на воздухе около 350°С, а графит - около 450°С.

- пористые углеродные материалы в качестве подложки для катализаторов.

Углеродные материалы, применяемые в качестве армирующих наполнителей в производстве углерод-углеродных композиционных материалов изготовляются в виде нитей, жгутов, тканей, лент, трикотажа, войлока. Выбор зависит от назначения, способа переработки, конструктивных особенностей изделий и условий их эксплуатации.

две группы. К первой группе относятся химические и природные волокна, ко второй - некоторые полимеры, смеси органических соединений, богатые углеродом , а также лигнин и др. Вещества, отнесенные ко второй группе, независимо от их химической природы, вначале превращаются в волокна, а затем перерабатываются в волокнистые углеродные материалы. Исходные вещества должны быть высокомолекулярными соединениями или, по крайней мере, иметь достаточно большую молекулярную массу, что необходимо для их переработки в волокна. Низкомолекулярные соединения непригодны для этих целей, так как получить из них волокна и, соответственно, углерод в виде волокна не представляется возможным.

Волокна, предназначенные для переработки в углеродные материалы, должны удовлетворять следующим основным требованиям:

Переработка углеродных волокон в текстильные материалы на обычном оборудовании связана с преодолением ряда трудностей. В связи с этим предлагается предварительно окислять ПАН-волокно под натяжением. Этот прием позволяет получать углеродные материалы с высокими механическими свойствами: высокопрочные, высокомодульные. Так, в условиях

Углеродные материалы на нефтяной основе, в частности коксы, пеки, сажи, достаточно подробно изучаются методом ЭПР. При этом основное внимание уделяется изменению парамагнитных свойств испытуемых образцов в зависимости от режима их термической обработки. Так, обнаружена зависимость концентрации свободных радикалов от времени и температуры термообработки пека. Выявлена корреляция между частотой спинового обмена и концентрацией свободных радикалов в пеке, тер-мообработанном в температурном интервале 100-800°С. В процессе коксования пека происходят резкие изменения концентрации парамагнитных центров. Количество ПМЦ и частота межспинового обмена в области температур 100-800°С меняются сим-батно, проходя через максимум при 600°С. Количество ПМЦ сильно зависит от условий термообработки. Высказано предположение, что процесс уплотнения пека при 600-800°С связан прежде всего с рекомбинацией радикалов.