Деловая слава России


Новости


МЕЖОТРАСЛЕВОЙ АЛЬМАНАХ

Свежий номер альманаха, Архив номеров, Подписка на альманах, Реклама в альманахе, Контакты



РАЗВИТИЕ НАУКИ В РОССИИ



Опрос

Нужно ли стремиться вернуть в Россию учёных, уехавших жить и работать за границу?
Да, не стоит упускать умных и талантливых людей
Скорее да, но вряд ли наше государство сможет обеспечить им заграничный уровень жизни
Скорее нет, лучше обеспечить хорошие условия тем, что ещё не уехали
Нет, лучше вложить средства в воспитание и развитие молодых учёных
Другое








Деловая слава России » Наука » Мухин Виктор Михайлович

Наука: Мухин Виктор Михайлович - 15-02-2015, 13:00

Виктор Михайлович МУХИН, доктор технических наук, профессор, начальник лаборатории активных углей ОАО «ЭНПО «Неорганика»

Виктор Михайлович МУХИН,
доктор технических наук, профессор, начальник лаборатории активных углей ОАО «ЭНПО «Неорганика»


Надежда Леонидовна ВОРОПАЕВА,
доктор химических наук, профессор, главный научный сотрудник ГНУ «ВНИИ рапса Россельхозакадемии»

 

АКТИВНЫЕ УГЛИ НА ОСНОВЕ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ

 

Прогрессирующее загрязнение окружающей среды сделало экологическую безопасность важной составляющей национальной безопасности в целом. Сегодня практически вся планета, и особенно районы массового проживания людей, подвержены серьёзным  экологическим угрозам, главными из которых являются: радиационное заражение территорий, угнетение почв кислотными дождями, загрязнение почв химическими веществами и пестицидами, разливы нефти на суше и море и разрушение атмосферы.

 

В силу своих физико-химических свойств углеродные адсорбенты (активные угли) являются уникальными и идеальными сорбционными материалами, которые позволяют решать большой круг вопросов обеспечения химической и биологической безопасности человека, окружающей среды и инфраструктуры [1]. Активные угли (АУ) – это высокопористые вещества, получаемые в виде зёрен или порошка на основе различного углеродсодержащего сырья, обладающие развитой внутренней поверхностью (до 2500 м2/г) и имеющие высокие поглотительные характеристики по примесям, находящимся в очищаемых средах (в воздухе, газах, воде и других жидкостях, почве).


Среди большого разнообразия исходных углеродсодержащих материалов для получения АУ в последние годы особый интерес представляют различные растительные отходы как постоянно возобновляемый источник сырья. Нами разработаны технологии получения АУ из основных многотоннажных растительных отходов: соломы, скорлупы орехов и косточек плодов фруктовых деревьев и продуктов гидролиза кочерыжек кукурузы и шелухи подсолнечника; показана эффективность их применения в ряде экологических технологий [2,3].

 

 

Надежда Леонидовна ВОРОПАЕВА, доктор химических наук, профессор, главный научный сотрудник ГНУ «ВНИИ рапса Россельхозакадемии»

Активные угли на основе соломы (активные угли марки РАУ)

 

 

Потребление соломы российскими хозяйствами снизилось во много раз. Вместе с тем объёмы производства зерна постепенно нарастают, поэтому растёт и производство соломы (в нашей стране за год накапливается 80-100 млн. тонн соломы одних только злаковых и крупяных культур). Возникает необходимость рационального решения проблем послеуборочной обработки по чвы и утилизации растительных отходов, поскольку в настоящее время их просто сжигают или запахивают в землю. Для исследований выбрали солому пшеницы, овса и рапса. Методика заключалась в следующем. Солому измельчали, загружали в стальную реторту, которую закрывали крышкой с отводами и помещали в электропечь, подавая в реторту азот для создания инертной атмосферы. Реторту нагревали со скоростью подъёма температуры 1-20°С/мин до 450-500°С и выдерживали при конечной температуре карбонизации в течение 30-60 мин. После завершения процесса карбонизации реторту переводили в режим активации водяным паром при 850-870°С.

 

 

Мухин Виктор МихайловичКак видно из данных табл. 1, все полученные активные угли характеризуются большим развитием суммарного объёма пор (VΣ) и существенным развитием объёма сорбционного пространства (WS), при этом объём собственно микропор (VМИ) с размером 0,8 нм достигает 0,16-0,20 см3/г, обеспечивая достаточно хорошие показатели адсорбционной способности по йоду и метиленовому голубому (МГ).  Логично было определить эффективность полученных АУ непосредственно при детоксикации почв от остатков применяемых гербицидов [2]. Опыты проводились в лаборатории искусственного климата (ЛИК) ГНУ ВНИИ фитопатологии РАСХН (г. Голицыно, Московская область). Для высева тесткультуры подсолнечника использовали горшки вместимостью 600 г почвы, которую загрязняли гербицидом Зингер в дозе, соответствующей 5 г/га, и вводили дозу АУ в расчёте 100 кг на 1 га. По истечении 30 суток оценивали среднюю массу тестрастения.

Мухин Виктор Михайлович

Результаты опытов приведены в табл. 2. Из табл. 2 видно, что подавление роста по отношению к чистому контролю на загрязнённых гербицидами (на примере Зингера) почвах при применении АУ из соломы пшеницы и овса составляет всего 4,9%, в то время как у всемирно признанного активного угля почвенного назначения марки Grosafe оно достигает 12,2%. Это говорит о том, что эффективность полученных АУ из соломы в 2,5 раза выше применяемого препарата для детоксикации почв.  Активные угли из скорлупы орехов и косточек плодов фруктовых деревьев (активные угли марки МеКС) Известно, что лучшими активными углями являются АУ, полученные из скорлупы кокосового ореха. Поскольку данный вид растительного сырья в России отсутствует, мы взяли аналогичный тип уплотнённого растительного сырья: косточку плодов персика и абрикоса. Опытные образцы таких АУ получили методом парогазовой активации.

Мухин Виктор Михайлович

 

В табл. 3 приведены их физико-химические и адсорбционные свойства в сравнении с активными углями на основе скорлупы кокоса марки GCN830 (Norit , Голландия). Как следует из табл. 3, активные угли из косточек плодов (в пределах ошибки измерения (10%)) находятся на одном уровне с активным углём на основе кокоса. Это открывает им широкие перспективы для создания на их основе средств индивидуальной и коллективной защиты органов дыхания фильтрующе го типа, так как известно, что лучшие противогазы создаются именно на основе АУ из скорлупы кокосового ореха. Активные угли из продуктов гидролиза кукурузной кочерыжки и шелухи подсолнечника (Активные угли марки ФАС) Одним из наиболее перспективных синтетических материалов является фурфурол – продукт первичной переработки пентозансодержащего растительного сырья, в первую очередь кукурузной кочерыжки и шелухи подсолнечника, образующихся в объёмах сотен тысяч тонн в год.

Мухин Виктор МихайловичПолучение активного угля ФАС состояло в следующем: смешение фурфурола с серной кислотой и активными органическими добавками проводили в смесителе, объём которого подбирали таким образом, чтобы время пребывания в нём смеси не превышало времени её желатинизации. Частично осмолённая в смесителе композиция самотёком поступала в распределитель, из фильер которого в виде струй в слой горячего масла, где они в зависимости от его вязкости дробились на капли нужного диаметра. Окончательное осмоление и термоотверждение продукта в реакторе происходило за 15-18 с. Отделённый на центрифуге от масла продукт, представлявший собой сфероидальные зёрна размером 2-3 мм, направляли на термообработку и активацию во вращающихся электропечах при температуре 850-870°С. Характеристика активных углей ФАС прогрессирующей активации приведена в табл. 4 в сравнении с двумя АУ массового производства: на основе каменного угля – F-400 (Calgon Carbon Corp., США) и древесного угля-сырца – БАУ-А (ОАО «Сорбент», Россия).

 

 

Выдающиеся прочностные и адсорбционные характеристики ФАС, особенно объём микропор на единицу объёма (см2/см3), в 2-3 раза превышающие аналогичные показатели выпускаемых промышленных АУ, в совокупности с почти нулевой зольностью открывают ему широчайшие возможности для решения задач защиты от вредных выбросов атмосферы, гидросферы, литосферы и самого человека как главного объекта биосферы.  Таким образом, выполненные нами исследования по получению и применению активных углей на основе возобновляемого растительного сырья показали его огромный потенциал для изготовления сорбентов, предотвращающих экоцид на планете Земля.

 

 

Литература:


1. Мухин В.М., Клушин В.Н. Производство и применение углеродных адсорбентов. –

М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2012. 305 с.
2. Мухин В.М., Тарасов А.В., Клушин В.Н. Активные угли России. – М.: Металлургия, 2000. 352 с.
3. Мухин В.М. Межотраслевой альманах «Деловая слава России» №39/2013 г.

 

 

Межотраслевой альманах №47/2014 год

 




Ключевые теги: Экономика, Наука, Мухин В.М.
 

Другие новости по теме:


Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.


АКТУАЛЬНО


Календарь событий:

«    Июнь 2019    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30

Архив новостей:

Май 2019 (4)
Апрель 2019 (2)
Март 2019 (2)
Февраль 2019 (5)
Январь 2019 (4)
Декабрь 2018 (6)