Мета роботи - порівняти характеристики мікропористої структури активованого вугілля (АВ), отриманого з вугілля різного ступеня метаморфізму (СМ) у процесі лужної активації (RKOH = 1 г/г, 800 <^>oC) і визначити здатність АВ адсорбувати фенол і 4-хлорфенол із водних розчинів. Вихідні речовини - зразки вугілля зі зростаючим вмістом карбону (C<^>daf = 80,40 - 95,6 %), який обрано критерієм СМ. АВ отримували в аргоні в 3 стадії: термопрограмоване нагрівання (4 град/хв) до 800 <^>oC; ізотермічна витримка 1 год; охолодження, відмивка від лугу та сушка. За низькотемпературними (77 K) ізотермами адсорбції-десорбції азоту методом 2D-NLDFT-НS розраховано (програма SAIEUS) інтегральні та диференційні залежності питомої площі поверхні S (м<^>2/г) та об'єму пор V (см<^>3/г) від середнього діаметра пор (D, нм). Із них визначено об'єми ультрамікропор (Vumi), супермікропор (Vsmi) і мікропор (Vmi). Загальний об'єм пор Vt обчислено за кількістю азоту, адсорбованого за відносного тиску p/p0 ~ 1,0. Аналогічно визначено питомі поверхні ультрамікропор (Sumi), супермікропор (Ssmi) і мікропор (Smi). Установлено, що об'єми та питомі поверхні різних категорій пор знижуються зі зростанням СМ вихідного вугілля: об'єм Vt - із 0,59 до 0,23 см<^>3/г; об'єм Vmi - із 0,51 до 0,17 см<^>3/г; об'єм ультрамікропор Vumi - із 0,31 см<^>3/г до нуля у антрацитового АВ. Об'єм супермікропор майже не залежить від СМ і варіюється в широкому інтервалі Vsmi = 0,15 - 0,22 см<^>3/г. Питома площа поверхні є максимальною (S = 1547 м<^>2/г) у АВ із вугілля найнижчого СМ і зменшується в ряду метаморфізму до 322 м<^>2/г. Домінуючий внесок у величину S має поверхня мікропор: її частка становить 94,7 - 99,4 %. Для всіх АВ досліджено адсорбцію фенолу (Ф) і 4-хлорфенолу (ХФ) із водних розчинів за 25 <^>oC. Кінетика та ізотерми адсорбції найкраще описуються моделлю псевдо-другoго порядку та моделлю Ленгмюра (R<^>2 >>= 0,998). Із ростом CМ знижуються максимальні адсорбційні ємності за Ф (від 3б113 до 1б498 ммоль/г) і ХФ (від 3,872 до 2,053 ммоль/г), тобто приблизно в ~ 2 рази за зменшення питомої поверхні в ~ 5 разів. Питомі ємності за Ф і ХФ, які характеризують адсорбційну здатність 1 м<^>2 поверхні, мало змінюються за C<^>daf <<= 86 %, але помітно збільшуються (в 2,3 - 2,5 разe) для антрацитових АВ. Визначено, що ємності за Ф b ХФ лінійно (R<^>2 >>= 0,966) зростають з підвищенням питомої поверхні АВ. Аналогічні залежності встановлено від параметрів Sumi і Smi. Зроблено висновок, що феноли однаково адсорбуються на поверхні пор будь-якого розміру. Для АВ із кам'яного вугілля та антрацитів простежується загальна закономірність із ростом СМ - зниження мікропористості та питомої поверхні, зменшення ємностей за фенольними сполуками, але збільшення питомих ємностей, які пропорційні концентрації поверхневих адсорбційних центрів. Прийнято, що адсорбція Ф або ХФ включає взаємодію <$E pi>-електронів фенольного кільця та <$E pi>-електронів графенового шару в АВ, формування комплексів із поверхневими групами та утворення водневих зв'язків OH-груп. Їхній внесок залежить від природи адсорбата та змінюється з ростом СМ викопного вугілля.

 Наукова періодика України 

---

Додаткова інформація про автора(ів) публікації:
(cписок формується автоматично, до списку можуть бути включені персоналії з подібними іменами або однофамільці)

• Тамаркіна Юлія Володимирівна (хімічні науки)
• Аніщенко Володимир Максимович (педагогічні науки)
• Аніщенко Віктор Миколайович (хімічні науки)
• Редько Андрій Миколайович (хімічні науки)
• Редько Анатолій Михайлович (технічні науки)
• Кучеренко Володимир Олександрович (хімічні науки)
• Кучеренко Валерій Олександрович (державне управління)

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"