×
01.07.2018
218.016.6938

Способ получения магнитовосприимчивого адсорбента

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области получения магнитовосприимчивых сорбентов, применяемых при очистке жидких и газовых сред. Предложен способ получения адсорбента, который включает смешение углеродсодержащего компонента, выбранного из гидролизного лигнина или опилок, с железосодержащим компонентом с последующим пиролизом смеси при выдержке в атмосфере выделяющихся парогазов. В качестве железосодержащего компонента на смешение подают порошкообразный оксид железа (III), смешение осуществляют из расчёта массового соотношения абсолютно сухого углеродсодержащего компонента и оксида железа (III), равного 1:(0,1-0,6). Смесь помещают в предварительно нагретую до 600-1000°С печь и выдерживают в печи в течение 5-60 минут. Изобретение позволяет получить сорбент с адсорбционной активностью по йоду до 1000-1600 мг/г, по метиленовому голубому до 400-500 мг/г и намагниченностью насыщения до 100-150 А*м/кг. 3 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способам получения магнитовосприимчивых адсорбентов и может быть использовано для обработки и очистки жидких и газовых сред, в частности очистки сточных вод и серосодержащих газовых выбросов.

Известен способ получения магнитовосприимчивого сорбента, согласно которому углеродсодержащее сырьё, например древесные опилки, обрабатывают раствором соли железа с последующим вакуумированием, сушкой и пиролизом в инертной атмосфере, при ступенчатом повышении температуры через каждые 50-100°C до 800°C с выдерживанием адсорбента на каждой ступени в течение 0,5…4 часов [АС СССР № 715458, C01B 31/16, 1980].

Недостатками такого способа являются низкие адсорбционные свойства, сложность и высокие затраты на получение адсорбента (используют оксалат железа, вакуумирование, ступенчатое повышение температуры с последующей выдержкой до 4 часов на каждой стадии, возникает необходимость создания инертной атмосферы).

Известен способ получения ферромагнитного углеродного адсорбента, включающий обработку древесных опилок 10%-ными растворами солей железа и цинка, при массовом соотношении древесина:FeCl3:ZnCl2, равном 1:0,5:0,5 соответственно, сушку и карбонизацию в токе инертного газа в интервале температур 400-800°С с выдержкой при конечной температуре 30 мин, последующую отмывку горячей водой при 60°С и сушку полученного ферромагнитного адсорбента [RU № 2445156, C01B 31/08, B01J 20/30, B01J 20/20, B01J 20/02, 2012].

Недостатками данного способа являются использование солей цинка и низкие адсорбционные свойства полученных адсорбентов. Соли цинка более дорогие, чем соли железа, и токсичны для окружающей среды. Содержание в адсорбенте феррита цинка снижает устойчивость ферромагнитных адсорбентов в щелочных растворах.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и количеству совпадающих признаков (прототипом) является способ получения магнитного сорбента, включающий смешивание высокодисперсного порошка оксалата железа с раствором ингибитора роста частиц железа, последующую сушку смеси, смешение полученного высокодисперсного порошка с активным углём, термообработку при 400-500°С в атмосфере водорода, причём в качестве ингибитора роста частиц железа используют азотнокислый магний или хлорид алюминия, растворённые в этиловом спирте или воде [SU № 1808370 A1, B01J 20/20, C01B 31/08, 1993].

Недостатками данного способа являются использование дорогого сырья (активный уголь, высокодисперсный оксалат железа), наличие стадий получения раствора ингибитора (Mg(NO3), AlCl3) и обработки этим раствором оксалата железа, использование взрывоопасного газа водорода для термообработки.

Задачей изобретения является разработка магнитовосприимчивого адсорбента с лучшими адсорбционными и магнитными свойствами. Это достигается следующими путями.

Во-первых, используют сырьё, обладающее хорошей исходной пористостью (опилок, гидролизный лигнин, кора, проэкстрагированные части растений).

Во-вторых, в качестве активатора применяют богатый кислородом оксид железа (III). Часть углерода выгорает, образуя развитую пористую структуру. При этом при повышении температуры пиролиза степень восстановления увеличивается. При высоких температурах (800-950°С) восстановление оксида железа (III) идёт преимущественно до металлического железа:

Fe2O3 + 3 C = 2 Fe + 3 CO↑.

При этом образующееся железо отвечает за магнитные свойства адсорбента. При более низких температурах (600-650 °С) восстановление проходит до магнетита:

3 Fe2O3 + C = 2 Fе3O4 + CO↑.

В зависимости от температуры пиролиза, соотношения реагентов, степени их дисперсности могут образовываться магнетит Fe3O4, вюстит FeO, α-железо, цементит Fe3C и другие карбиды железа. Из них магнитными свойствами обладают магнетит, альфа-железо, цементит (намагниченность насыщения Ms для железа 218 А*м2/г, для цементита 128 А*м2/г , для магнетита 92 А*м2/г).

В-третьих, также установлено, что на адсорбционные свойства магнитовосприимчивого адсорбента положительно влияет скорость подъёма температуры. Так, при термообработке в кварцевой реторте со скоростью подъёма температуры 8˚С/мин адсорбционная активность сорбента по метиленовому голубому составляла 25 мг/г, по йоду 150 мг/г, намагниченность насыщения Ms = 15 А*м2/г. При помещении кварцевой реторты с образцом в заранее прогретую печь скорость нагрева составляет 900˚С/мин. Адсорбционная активность полученного образца составляет 400 мг/г по метиленовому голубому, 1040 мг/г по йоду, а намагниченность насыщения Ms = 120 А*м2/г.

Древесное либо другое растительное сырьё влажностью до 20% измельчают либо отбирают фракцию частиц с размером 0,1…1,5 мм, смешивают с порошком либо нанопорошком оксида железа (III). Далее производят механическое перемешивание до получения однородной смеси. Массовое соотношение абсолютно сухого древесного сырья и Fe2O3 – 1:0,1...0,6.

Смесь помещают в реактор электропечи и проводят пиролиз в атмосфере выделяющихся парогазов. Нагрев реторты с образцом производят в предварительно нагретой до 600…1100 °С электропечи, выдерживание образца с момента начала нагрева составляет 5…60 минут. По истечении указанного времени реактор охлаждают, затем образец выгружают и анализируют его адсорбционные свойства и магнитную восприимчивость.

Способ подтверждается конкретными примерами.

Пример 1. Гидролизный лигнин влажностью 9%, фракцию с размером частиц менее 1 мм смешивают с порошком Fe2O3 (квалификация ч.д.а., ГОСТ 4173-77) в соотношении 3:1 (в расчёте на а.с. лигнин). Полученную смесь перемешивают, размалывая в ступке пестиком в течение 5 минут. Далее смесь помещают в кварцевую реторту, запаянную с одного конца. После этого реторту помещают в предварительно нагретую до 900°С лабораторную трубчатую печь, и выходное отверстие реторты подсоединяют к системе конденсации парогазов. Нагрев реторты с образцом проводят в течение 15 мин. После карбонизации кварцевую реторту с образцом быстро охлаждают путём полива реторты холодной водой. После полного остывания реторты полученный адсорбент пересыпают в герметичную ёмкость.

Полученный магнитовосприимчивый адсорбент имеет выход 39 % от абсолютно сухого сырья, адсорбционную активность по метиленовому голубому 405 мг/г и по йоду 1040 мг/г, намагниченность насыщения адсорбента составила 120 А*м2/г.

Пример 2. Способ проводят аналогично примеру 1, но в качестве железосодержащего компонента используют нанопорошок Fe2O3 (размер частиц от 80 до 100 нм), соотношение лигнин:Fe2O3 = 1:0,2, температура карбонизации – 850°С, продолжительность нагрева – 30 мин. Выход адсорбента – 37 %. Адсорбционная активность по метиленовому голубому – 480 мг/г, по йоду – 1600 мг/г, намагниченность насыщения 132 А*м2/г.

Пример 3. Способ проводят аналогично примеру 1, но в качестве сырья используют древесную пыль (еловые опилки диаметром менее 0,2 мм). Выход адсорбента – 31 %. Адсорбционная активность по метиленовому голубому 435 мг/г, по йоду – 1200 мг/г, намагниченность насыщения – 113 А*м2/г.

Способ получения магнитовосприимчивого адсорбента, включающий смешение углеродсодержащего компонента, выбранного из гидролизного лигнина или опилок, с железосодержащим компонентом и пиролиз смеси при выдержке в атмосфере выделяющихся парогазов, отличающийся тем, что в качестве железосодержащего компонента на смешение подают порошкообразный оксид железа (III), смешение осуществляют из расчёта массового соотношения абсолютно сухого углеродсодержащего компонента и оксида железа (III), равного 1:(0,1-0,6) соответственно, полученную смесь помещают в предварительно нагретую до 600-1100°С печь и выдерживают в ней в течение 5-60 минут.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 21.
25.08.2017
№217.015.c024

Устройство для обучения спортсменов силовой борьбе в хоккее

Изобретение относится к спортивно-тренировочным устройствам, а именно к тренажерам силовой борьбы соперников, преимущественно для таких видов спорта, как хоккей, футбол. Устройство для обучения спортсменов силовой борьбе в хоккее содержит наклонную плоскость, опорную стойку, на которой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616579
Дата охранного документа: 17.04.2017
25.08.2017
№217.015.c419

Пневмоуправляемая пила

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к устройствам для распиловки древесины. Пневмоуправляемая пила включает надетый на опорный диск пильный диск с зубьями, боковые направляющие и воздуховод. Тыльная часть зубьев выполнена в виде вогнутой поверхности в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617354
Дата охранного документа: 24.04.2017
25.08.2017
№217.015.c7c1

Способ подготовки дереворежущих пил

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к подготовке пил. Выполняют формирование зубчатой режущей кромки, заточку режущих элементов и операцию шлифования междузубных впадин пилы абразивным инструментом. Зону междузубной впадины зубчатой кромки полотна пилы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619250
Дата охранного документа: 12.05.2017
26.08.2017
№217.015.de6d

Рекуперативная горелка

Изобретение относится к системам отопления газовых печей нагрева металла и может быть использовано в нагревательных и термических печах. Рекуперативная горелка содержит заключенный в кожух с образованием дымового канала корпус с генератором закрутки и тангенциальным патрубком подачи воздуха,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624676
Дата охранного документа: 05.07.2017
26.08.2017
№217.015.dea8

Способ получения мезитилена

Изобретение относится к способу получения мезитилена путём конденсации. Способ характеризуется тем, что ацетон находится в состоянии сверхкритического флюида (при повышенной температуре и избыточном давлении), а плотность ацетона составляет не менее 5 моль/л. Способ позволяет обходиться без...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624730
Дата охранного документа: 06.07.2017
29.12.2017
№217.015.f5af

Сорбент на основе клетчатки бурых водорослей

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к сорбенту на основе клетчатки бурых водорослей. Сорбент на основе клетчатки бурых водорослей, обладающий сорбционной активностью по отношению к солям тяжелых металлов и среднемолекулярным токсикантам жидких сред, представляет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637436
Дата охранного документа: 04.12.2017
19.01.2018
№218.016.080d

Способ получения пикриновой кислоты

Изобретение относится к способу получения пикриновой кислоты из фенола. Способ характеризуется тем, что готовят раствор фенола в диметилсульфоксиде, который подвергают действию нитрующего реагента. В качестве нитрующего реагента используют водный раствор азотной кислоты с концентрацией 60-65%....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631509
Дата охранного документа: 25.09.2017
20.01.2018
№218.016.1154

Лесосушильная конденсационная камера

Изобретение может быть использовано в деревообрабатывающей промышленности. Лесосушильная конденсационная камера содержит теплоизолированный корпус, в котором находятся зона сушки, горизонтальный экран, циркуляционный канал, штабель пиломатериала, осевой вентилятор с обечайкой, калорифер,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633977
Дата охранного документа: 20.10.2017
20.01.2018
№218.016.118a

Способ получения магнитоактивного соединения

Изобретение может быть использовано при создании магнитоактивных катализаторов. Способ получения раствора магнитоактивного соединения включает конденсацию из раствора сульфата железа (II), содержащего лигносульфонаты, и раствора окислителя при их смешении. В качестве окислителя используют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634026
Дата охранного документа: 23.10.2017
20.01.2018
№218.016.128c

Способ переработки отходов сортирования сульфатной целлюлозы в формованные изделия

Способ переработки отходов сортирования сульфатной целлюлозы относится к безотходным и ресурсосберегающим технологиям в целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использован в производстве формованных изделий различного назначения. Способ включает процессы аккумулирования отходов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634235
Дата охранного документа: 24.10.2017
Показаны записи 1-3 из 3.
10.12.2014
№216.013.0d38

Способ получения активного угля

Изобретение относится к области получения порошковых активных углей. Предложен способ производства, включающий измельчение сырья, сушку, введение химического активирующего агента, активацию, отмывку и сушку готового продукта. В качестве сырья используют древесину или технический лигнин или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534801
Дата охранного документа: 10.12.2014
27.08.2016
№216.015.4f90

Способ переработки луба берёзовой коры

Изобретение относится к сельскохозяйственной промышленности. Согласно предложенному способу осуществляют измельчение луба березовой коры до фракции менее 1 мм и экстрагируют его водно-спиртовым раствором гидроксида калия в сверхвысокочастотном поле. Затем отделяют экстракт и сушат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595332
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.12.2019
№219.017.f3b2

Способ получения бетулина

Изобретение относится к способу получения бетулина из березовой коры для использования в медицине и парфюмерии, включающему СВЧ экстракцию коры березы пропиленгликолем при соотношении экстрагент:кора 30:1, мощностью 300 Вт, продолжительностью 10 мин, с последующей кристаллизацией. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002710374
Дата охранного документа: 26.12.2019
+ добавить свой РИД