ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Синтез углеродных матриц из "Практикум по химии твердых веществ" Активные угли (углеродные матрицы) получают карбонизацией и последующей активацией органических веществ (древесина, сахарный порошок, фенолоформальдегидные смолы и др.) главным образом растительного происхождения. В результате пиролиза органических веществ образуются продукты с высокой пористостью (до 85%), но малой удельной поверхностью (порядка нескольких м /г) и низкой сорбционной емкостью, поэтому они являются практически неактивными. Это обусловлено тем, что газо- и парообразные продукты, выделяющиеся при пиролизе, разлагаясь и сорбируясь на поверхности возникающих пор, блокируют микропоры, снижая сорбционную активность углей. Последующая термическая окислительная обработка полученного карбонизованного продукта газо- и парообразным активирующим реагентом способствует удалению смолообразных веществ и вскрытию пор. [c.54] Рассмотрим основные стадии получения углеродных матриц. [c.54] Нагревание исходных продуктов растительного происхождения в инертной среде прн температуре 200—400°С приводит к внутримолекулярной дегидратации. Выше 300 С происходит интенсивное образование твердых продуктов с сопряженными двойными углеродными связями, а также воды, смолистых и газообразных продуктов деструкции. Считается, что именно в период термической обработки до 500°С зарождается микроструктура конечной углеродной матрицы, причем основными процессами являются разрыв нетермостойких С—О- и С—С-связей, сопряженных с С = 0, и дал1 нейшая поликонденсация углеродных атомов. [c.54] В общем случае термическая деструкция характеризуется двумя типами реакций деструкцией исходного полимера и промежуточных продуктов и синтезом (поликонденсационные процессы), приводящим к образованию новых типов углерод-угле-родных связей. В промежуточных продуктах и карбонизованном препарате присутствуют насыщенные и частично дегидратированные циклы, ароматические структуры, линейные формы углерода, т. е. атомы углерода в различных состояниях гибридизации (л р, 5р , 5р ), а также гетероатомы (Н, О и др.). Если скорость реакции деструкции превышает скорость реакции синтеза, то выход углерода понижается, и наоборот, более интенсивное протекание поликонденсационных процессов благоприятно сказывается на выходе углерода. Начало образования тур-бостратных пакетов обнаруживается при температуре 900°С. [c.54] Выход твердого остатка составляет 30—40 масс,%, причем по элементному составу он содержит 80—90 масс.% углерода. [c.54] Трехмерная сетчатая структура и образующиеся в процессе пиролиза фенолоформальдегидной смолы четырех- и пятичленные кольца между ароматическими ядрами препятствуют упорядочению структуры углерода. [c.55] Схема установки для синтеза углеродных матриц. [c.56] Вернуться к основной статье