Открытый доступ
Доступ предоставлен
Доступ платный или только для подписчиков
№ 3 (2025)
Статьи
Микроволновая деструкция верхового торфа: моделирование и экспериментальные исследования в кварцевом реакторе
Аннотация
Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований термодеструкции верхового сфагнового торфа в процессе пиролиза (термолиза), инициируемого термическим и микроволновым воздействием при пониженном давлении. На основе моделирования с использованием коммерческого пакета программ CST Studio Suite разработаны конструкции реакторов, позволяющих провести корректное сравнение указанных процессов в идентичных условиях. В сравнительных экспериментах, проведенных на базе реакторов с различными тепловыми источниками, продемонстрированы преимущества микроволнового пиролиза, позволяющего осуществить “мгновенный” и объемный нагрев продукта и, таким образом, более глубокую его переработку при высокой энергоэффективности. Обсуждаются результаты переработки торфа при различном тепловом воздействии и выход продуктов реакции пиролиза.
3–10
Карбонизация α2-фракции, выделенной из термосольволизного каменноугольного пека, и анализ структуры карбонизатов
Аннотация
Представлены результаты изучения состава и термических превращений α2-фракции (хинолин-растворимой, толуол-нерастворимой), выделенной из пекового продукта терморастворения каменного угля в бинарной смеси технических растворителей угольного и нефтяного происхождения. По данным термического анализа установлена динамика деструкции α2-фракции с выделением летучих веществ в температурной области до 1100°C. Путем карбонизации α2-фракции получены карбонизированные продукты. Методами химического анализа, ИК-спектроскопии, CP/MAS 13C ЯМР и рентгеновской дифракции изучены особенности молекулярного состава и пространственного строения исходных веществ и полученных карбонизатов в зависимости от температуры. Установлена последовательная трансформация пространственных структурных компонентов в пакетные турбостратные и графитовые домены. Показано, что при повышенной температуре 1100°C формируются протяженные формы графитовых доменов — предшественников игольчатого кокса.
11–21
Влияние осушения на физико-химические параметры торфяной залежи и химический состав торфа верхового бореального болота
Аннотация
Представлены результаты исследования ряда физических, химических и физико-химических показателей торфяной залежи участков верхового бореального болота в естественном и осушенном состоянии. Получены данные о количественном содержании основных групп компонентов органической части торфа (битумов (Б), гуминовых (ГК) и фульвокислот (ФК), легко- (ЛГВ) и трудногидролизуемых веществ (ТГВ) и негидролизуемого остатка (НГО)). Показано, что интенсификация окислительных процессов в результате осушения приводит к некоторому увеличению доли термодинамически устойчивых соединений — гуминовых кислот и битумов, а также негидролизуемого остатка в торфе. Установлено, что наиболее значимые отличия по определяемым в исследовании параметрам характерны для пар участков “естественный–осушенный” и “естественный–повторнозаболоченный”, при этом отличия между нарушенными участками по большинству параметров не существенны, что подтверждается результатами U-теста Манна–Уитни.
22–30
Газовый сенсор на основе композита MoS2 и функционализированных многостенных углеродных нанотрубок
Аннотация
Газовый сенсор на основе MoS2 и функционализированных многостенных углеродных нанотрубок (МУНТ) был получен капельным методом drop casting. Было создано покрытие, в котором чувствительный материал состоял из функционализированных МУНТ (обработка в смеси H2SO4/HNO3, в соотношении 3 : 1 об. %), покрытых нанопластинками MoS2. Испытания сенсоров проводились в динамическом режиме по отношению к газам двух различных типов (NO2 и NH3). Сенсор показал высокую относительную чувствительность (|ΔR/R0| = 36%) на 10 ppm NO2 при комнатной температуре 25 ± 1°C. При определении аммиака отклик газового сенсора (при 25 ± 1°C) был существенно ниже по сравнению с детекцией диоксида азота и варьировался в диапазоне 5–12.5% при 50–400 ppm. Было показано, что функционализированные МУНТ выполняли роль проводящей добавки, которая позволила обеспечить высокий отклик сенсора на базе композита MoS2/ф-МУНТ уже при комнатной температуре.
31–37
Термодинамическая характеристика наноуглеродных адсорбентов из верхового торфа европейского Севера России
Аннотация
Методом термохимической активации с NaOH из верхового торфа Европейского Севера России получены активные наноугли с удельной площадью поверхности пор 2335 м2/г и суммарным объемом пор 1.44 см3/г, в структуре которых преобладают микропоры. Рассмотрен один из вариантов адсорбционно-термодинамического подхода при оценке термодинамических функций. По экспериментальным данным адсорбции стандартного маркера-адсорбата – жидкого азота на активных углях, с помощью уравнений изотерм дифференциальных изостерических теплот адсорбции, полученных из известных адсорбционных модельных приближений (Ленгмюра, Брунауэра–Эмметта–Теллера, Арановича), предложен нетрадиционный алгоритм расчета дифференциальных термодинамических функций (энтальпии, энтропии, свободной энергии) по единственной изотерме адсорбции.
38–47
48–52