Термогравиметрический on-line мониторинг трансформации углеродных каркасов органических углеродных материалов

А.У. Басинбекова; Ш.Е. Габдрашева; Г. Есен; Ж.Р. Уалиев; С.Б. Любчик; М.И. Тулепов; З.А. Мансуров

doi:10.18321/

Авторы

А.У. Басинбекова Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра 172, 050012, г. Алматы
Ш.Е. Габдрашева Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра 172, 050012, г. Алматы
Г. Есен Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра 172, 050012, г. Алматы
Ж.Р. Уалиев Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра 172, 050012, г. Алматы
С.Б. Любчик Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра 172, 050012, г. Алматы
М.И. Тулепов Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра 172, 050012, г. Алматы
З.А. Мансуров Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра 172, 050012, г. Алматы

DOI:

https://doi.org/10.18321/

Ключевые слова:

термография, конверсия, мониторинг, термолиз

Аннотация

В работе был применен метод анализа данных термогравиметрии, основанный на динамике конверсии отдельных структурных фрагментов использованных индивидуальных компонентов, так называемый online мониторинг конверсии структурных составляющих (ряда псевдо-макро-фрагментов органической массы различных типов углеродсодержащего сырья). Процесс термолиза органических материалов реализуется в ряде параллельно-последовательных процессов с образованием промежуточных неустойчивых продуктов: происходит прямой переход сорбентов в твердое состояние; систематическое уменьшение массы твердого остатка; изменение выхода газовой и парогазовой фазы; возникновение, нарастание и исчезновение жидкой фазы. На всех стадиях процесса эти фазы взаимодействуют между собой и каждая из них вовлекается в поликон-денсационные процессы, приводящие к образованию новых жидких, твёрдых и газовых фаз, претерпевающих превращения на последующих стадиях термолиза. Характер разрушения химических связей при термическом разложении в большей мере зависит от скорости нагревания. При медленном нагреве избирательно разрушаются наименее прочные алифатические и гидроксильные связи. При большой скорости нагревания термодеструкция компонентов ускоряется, но отстает от темпа повышения температуры поэтому сдвигается в область более высоких температур. При перегреве сырья одновременно разрываются и слабые, и более прочные ароматические связи. Поэтому разрушение исходной органической массы приобретает более случайный характер. При этом, естественно, образуются более крупные осколки молекул, из которых формируются тяжёлые фракции жидкой фазы смол, главным образом асфальтены, обогащённые кислород- и азотсодержащими компонентами. Наибольшее количество ненасыщенных и нестабильных продуктов разложения образуется в диапазоне 620-700 К. При этом для органических материалов, органическая масса которых содержит наибольшее число менее прочных химических связей, максимум интенсивности образования нестабильных продуктов смещён в зону низких температур. По мере увеличения степени ароматичности этот максимум смещается в область более высоких температур.

Библиографические ссылки

(1) Бурханов Б.Ж., Жолбаева Г.А. Ликвидация нефтяных разливов с помощью растительных отходов. Научно-технологическое развитие нефтегазового комплекса, 2004, С. 411–417.

(2) Красильникова О.К., Артамонова С.Д., Волощук А.М., Евсюхин А.Е. Получение углеродных адсорбентов из абрикосовых косточек. Химия твёрдого топлива, 2005, № 4, С. 65–71.

(3) Хохлова Г.П., Петров И.Я., Сенкевич С.И., Кантеева Н.И., Сивакова Л.Г., Кряжев Ю.Г. Углеродно-волокнистые сорбенты с катионообменными свойствами. Химия твёрдого топлива, 1998, № 1, С. 49–54.

(4) Беляева Е.Ю., Беляева Л.Е. Применение целлюлозы в решении экологических проблем. Химия в интересах устойчивого развития, 2000, № 8, С. 755–761.