Дата публикации: 2024

Дата публикации в реестре: 2025-02-11T14:42:29Z

Аннотация:

Работа является продолжением исследований по изучению физико-химических свойств композиционных сорбционно активных материалов (КСАМ) на основе полимеров фторпроизводных этилена (фторопластов) и различных ад-сорбентов-наполнителей и направлена на выявление закономерностей влияния количества адсорбента-наполнителя в КСАМ на температуру их термической де-струкции с целью нахождения оптимальных параметров термической регенерации. На основании исследований методами термогравиметрического и дифференци-ального термического анализа установлена взаимосвязь между температурой термической деструкции композиционных сорбционно активных материалов на основе полимеров фторпроизводных этилена и содержанием в них цеолита NaX. В ходе проведения экспериментов установлено, что при температуре 112,7 ± 1,5°С начинается процесс десорбции водяного пара из КСАМ, проходящий через мак-симум при 172,8 ± 1,2°С и заканчивающийся при 305,8 ± 1,9°С. Уменьшение массы изучаемых образцов КСАМ составило 26,0 ± 0,2%, что подтверждает прак-тически полную десорбцию воды из исследуемых образцов в условиях экспери-мента. Для подтверждения данного вывода методом газовой хроматографии был проведен анализ выделяющихся в температурном интервале 90 ÷ 310°С веществ. В пробе зафиксированы только молекулы воды и в незначительном количестве диметилкетон, использовавшийся как растворитель на стадии синтеза. Наличие лишь одного эндотермического эффекта на кривых ДТА в температурном интервале от 105 до 320°С свидетельствует, что в процессе десорбции энергия затрачивается только на одну стадию – отрыв молекул сорбата от поверхности сорбента. Справедливость данной гипотезы подтверждается тем, что кривые ДТГ десорб-ции воды из КСАМ и кристаллита NaX, выступающего в качестве адсорбента-наполнителя, практически тождественны. Это подтверждает отсутствие влияния матрицы и диффузии сорбата во вторичной пористой структуре КСАМ на величину энергии активации процесса десорбции. Экспериментально показано, что термическая деструкция полимерной матрицы начинается в температурном интервале 390 ÷ 450°С в зависимости от состава образца. Установлен факт повыше-ния термостойкости полимерной матрицы из фторопласта марки Ф-42В на 45 ÷ 90° при введении в нее больше 6 вес. % цеолита NaX. Показано, что проведение термической десорбции при температурах до 390°С происходит без разрушения материала. Для подтверждения этого вывода были проведены 25 циклов сорбция–десорбция водяного пара изучаемыми материалами и сравнение данных параметров с аналогичными показателями серийно выпускаемого гранулированного цеолита NaX-В-1Г, зарегистрированными в тождественных условиях. Образцы сорбентов имели одинаковую геометрическую конфигурацию. Сорбцию осуществляли в статических условиях при относительной влажности  = 44 и температуре (20 ± 2)°С в течение 120 мин. Десорбцию образцов осуществляли при температуре 340,8 ± 1,5°С в течение 4 ч. После каждой стадии сорбция–десорбция регистрировалось изме-нение массы образца. Изучение процессов массопереноса водяного пара в 25 по-следовательно проведенных циклах сорбция–десорбция подтвердило возможность полной термической регенерации полученных КСАМ. Результаты исследования позволили рекомендовать оптимальные технологические параметры регенерации КСАМ при минимальных затратах ресурсов.

Тип: статьи в журналах

Источник: Вестник Томского государственного университета. Химия. 2024. № 34. С. 142-154