Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,829

ИЗМЕНЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ДРЕВЕСИНЫ И СВОЙСТВ ПОЛУ-ЧАЕМЫХ АКТИВНЫХ УГЛЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ДЛИТЕЛЬНОСТИ СРОКОВ УСЫХАНИЯ ДЕРЕВА

Епифанцева Н.С., Симкин Ю.Я.

В настоящее время накопившиеся в сельскохозяйственных почвах за много лет пользования пестициды являются загрязнителями почвы и представляют для здоровья населения значительную опасность. В связи с обострившейся экологической ситуацией актуальной является задача изготовления больших количеств дешёвых и эффективных сорбирующих материалов, которые можно использовать для детоксикации почв. Такими материалами вполне могут быть древесноугольные сорбенты, получаемые из малоценной и неиспользуемой древесины, например, погибшей (усыхающей) в результате воздействия лесных вредителей.

Из литературных данных хорошо известно [1,2], что в процессе окислительной активации водяным паром с повышением степени обгаров углей развивается пористая структура и возрастает активность получаемых активных углей по адсорбируемым веществам. Из этих же источников следует, что структура адсорбентов формируется на основе анатомического строения и химического состава исходного сырья. Лигнин и трудногидролизуемые полисахариды в зависимости от породы древесины составляют 55-75 % от массы её абсолютно сухого вещества и при пиролизе образуют 85-90 % массы углеродного остатка. При этом нужно учитывать, что, около 90 % массы трудногидролизуемых полисахаридов составляет целлюлоза. При усыхании дерева по мере увеличения длительности срока прекращения его жизнедеятельности изменяется химический состав древесины. Выявление влияния содержания трудногидролизуемых полисахаридов и лигнина на адсорбционные свойства активных углей даёт возможность оценки использования древесины усыхающего дерева в качестве сырья для получения сорбентов.

 Набор модельных сорбатов: краситель метиленовый голубой и йод - рассматривают как «молекулярные щупы» с размерами молекул 0,2 нм для йода и 1,5 нм для метиленового голубого[1]. По величине адсорбционной активности йода можно судить о содержании в адсорбенте микропор с размерами эффективных диаметров 0,6-1,5 нм, а по адсорбции метиленового голубого – о содержании мезопор, имеющих большие размеры: 1,5-50 нм. Суммарное содержание микро- и мезопор обеспечивает углям адсорбционную поверхность. В таблице 1 приведены результаты активирования водяным паром углей, полученных из древесины усыхающих лиственниц, погибших от воздействия сибирского шелкопряда. Из приведённых результатов следует, что 12-летний срок усыхания дерева мало сказывается на содержании лигнина. В первые три года после гибели лиственницы, содержание трудногидролизуемых полисахаридов в древесине и адсорбционные свойства углей практически не изменяются.

Таблица 1. Влияние содержания трудногидролизуемых полисахаридов на обгар и свойства активных углей

Характеристики древесины

Характеристики активных углей

Давность усыхания, лет

Содержание трудногидролизуемых полисахаридов, %

Содержание лигнина в

модификации

Комарова, %

Обгар,

 %

Активность по йоду, %

Активность по метиленовому голубому, мг/г

0

40,3±0,53

28,8±0,35

42,2

76,5

225

2

39,1±0,17

27,4±0,08

42,3

75,2

230

3

40,9±0,2

27,1±0,22

44,2

75,0

222

7

33,7±0,18

28,2±0,07

46,5

73,2

238

12

34,7±0,19

27,1±0,11

47,0

73,2

240

По истечении трёх лет усыхания дерева снижение содержания трудногидролизуемых полисахаридов в исходной древесине сказывается на росте обгаров получаемых активных углей и сорбционной активности по метиленовому голубому и, соответственно, уменьшении сорбционной активности по йоду. Вместе с тем, величины адсорбционных активностей углей, полученных из усыхающей древесины, не уступают таковой для углей, полученных из древесины здорового дерева и соответствуют требованиям норм для промышленных углей БАУ-А и ОУ-А [3,4].

Из представленных результатов можно сделать следующие выводы:

 -снижение содержания трудногидролизуемых полисахаридов в древесине, в состав которых входит целлюлоза, способствует росту обгаров древесных углей в процессе их активирования водяным паром и развитию в активных углях пор больших размеров за счёт снижения содержания пор с меньшими эффективными радиусами;

- активные угли, получаемые из усыхаемой древесины, рационально использовать для адсорбции органических веществ с большими размерами молекул, к которым относятся пестициды, содержащиеся в почвах.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1.   Кельцев, Н.В. Основы адсорбционной техники [Текст]/ Н.В. Кельцев - М.: Химия, 1984.-592 с.

2.   Кинле, X. Активные угли и их промышленное применение [Текст] / X.Кинле, Э. Бадер.-Л.: Химия, 1984.-21 с.

3.   ГОСТ 6217-74. Уголь активный древесный дробленый. Технические условия. – Взамен ГОСТ 6217-54; Введен с 01.01.76. – 8 с.

4.   ГОСТ 4453-74. Уголь активный осветляющий, древесный, порошкообразный. Технические условия. – Взамен ГОСТ 4453-48; Введен с 01.01.76. – 8 с.


Библиографическая ссылка

Епифанцева Н.С., Симкин Ю.Я. ИЗМЕНЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ДРЕВЕСИНЫ И СВОЙСТВ ПОЛУ-ЧАЕМЫХ АКТИВНЫХ УГЛЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ДЛИТЕЛЬНОСТИ СРОКОВ УСЫХАНИЯ ДЕРЕВА // Современные проблемы науки и образования. – 2008. – № 4.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=1034 (дата обращения: 16.12.2017).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252