Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО АКТИВНОГО УГЛЯ
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО АКТИВНОГО УГЛЯ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО АКТИВНОГО УГЛЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к области сорбционной техники и может быть использовано для получения модифицированных активных углей (МАУ), применяемых в водоочистке и водоподготовке, а также в медицинской технике. Сущность изобретения состоит в том, что способ получения модифицированного активного угля включает приготовление раствора модификатора, пропитку угля и его сушку, при этом в качестве модификатора используют кверцетин (Quercetin), альгиновую кислоту или ее соли щелочных металлов, причем используют активный уголь с отношением объема микропор к суммарному объему пор 0,3 - 0,4, а пропитку ведут водным раствором модификатора при соотношении объемов пропитки и угля 0,8 - 1,0. Предложенный способ позволяет получить МАУ, превосходящие известные по эффективности очистки воды от тяжелых металлов. Эффективность очистки воды по свинцу составляет 98 - 99,5o, по меди 97,1 - 98,6%, по цинку 97,8 - 99%.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2104927
Класс(ы) патента: C01B31/16, B01J20/20
Номер заявки: 96124758/25
Дата подачи заявки: 31.12.1996
Дата публикации: 20.02.1998
Заявитель(и): Электростальское научно-производственное объединение "Неорганика" (RU)
Автор(ы): Бучнев Сергей Иванович[RU]; Гольдин Марк Михайлович[RU]; Казаринов Владимир Евгеньевич[RU]; Мухин Виктор Михайлович[RU]; Намычкин Денис Николаевич[RU]; Нехорошев Михаил Валентинович[UA]; Ревина Александра Анатольевна[RU]; Чебыкин Валентин Васильевич[RU]
Патентообладатель(и): Электростальское научно-производственное объединение "Неорганика" (RU)
Описание изобретения: Изобретение относится к области сорбционной техники и может быть использовано для получения модифицированных активных углей (МАУ), применяемых в водоочистке и водоподготовке, а также в медицинской технике.
Известен способ получения МАУ с использованием в качестве модификатора хлорида олова, наносимого на поверхность активного угля из раствора, с последующей сушкой при температуре 115 - 120oC [1]. Недостатком известного способа является вымывание модификатора с поверхности активного угля при использовании его для очистки жидких сред.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и количеству совпадающих признаков является способ получения МАУ с отношением объема микропор к суммарному объему пор 0,5 - 0,6 путем пропитки исходного угля гуминовой или меланоидиновой кислотами, которые предварительно растворяют в смеси органического растворителя и воды в соотношении кислоты растворителя и воды 1:50:4; уголь выдерживают в пропиточном растворе, после чего промывают и сушат при температуре 115 - 120oC [2]. Недостатком известного способа является низкая эффективность очистки воды от тяжелых металлов.
Целью данного изобретения является повышение эффективности работы МАУ по ионам тяжелых металлов (свинцу, меди, цинку, железу и др.) в системах очистки питьевой и технической воды при сохранении сорбционных свойств активного угля. Поставленная цель достигается предложенным способом, включающим приготовление раствора модификатора, пропитку угля и его сушку; в качестве модификатора используют кверцетин (Quercetin), альгиновую кислоту или ее соли щелочных металлов, причем используют активный уголь с отношением объема микропор к суммарному объему пор 0,3 - 0,4, а пропитку ведут водным раствором модификатора при соотношении объемов пропитки и угля 0,8 - 1,0.
Отличие предложенного способа от известного заключается в том, что в качестве модификатора используют кверцетин (Quercetin), альгиновую кислоту или ее соли щелочных металлов, причем используют активный уголь с отношением объема микропор к суммарному объему пор 0,3 - 0,4, а пропитку ведут водным раствором модификатора при соотношении объемов пропитки и угля 0,8 - 1,0.
В процессе экспериментальных исследований большого количества органических веществ было выявлено, что кверцетин (Quercetin), альгиновая кислота или ее соли щелочных металлов в силу высокой поляризуемости заряда радикалов, удерживающих катионы, дают наиболее высокую ионообменную емкость. С другой стороны, эффективность работы МАУ зависит как от структуры активного угля, так и от условий его пропитки. Экспериментально установлено, что активные угли с большим значением отношения объема микропор к суммарному объему пор хотя и имеют высокую сорбционную емкость, но не обладают достаточной поверхностью транспортных пор для нанесения модификатора. В этом случае эффективность работы МАУ по тяжелым металлам снижается вследствие недостатка модификатора. Если же использовать активные угли с низким значением отношения объема микропор к суммарному объему пор, то резко снижается адсорбционная составляющая процесса очистки воды. При изготовлении МАУ важно и то обстоятельство, что необходимо выдержать определенное соотношение объемов пропитки и угля, так как при малом значении этой величины недостаточно модификатора для покрытия всей поверхности транспортных пор, а при большом соотношении имеет место блокировка модификатором пористой структуры угля и снижение сорбционной составляющей. В обоих случаях эффективность работы МАУ по тяжелым металлам снижается.
Способ осуществляется следующим образом.
Берут активный уголь (АГ-3, АР-А, СКТ и т.п.) с отношением объема микропор к суммарному объему 0,3 - 0,4. Для приготовления раствора модификатора берут воду или смесь воды с этиловым спиртом в соотношении 1:1 при температуре 20 - 40oC и растворяют в них модификатор: кверцетин (Quercetin), альгиновую кислоту или соли щелочных металлов с тем, чтобы концентрация раствора составила 0,2 - 0,5 мас.%. Пропитку осуществляют в смесителе, выполненном из не корродирующих материалов (фарфор, стекло и т.п.) при соотношении объемов пропиточного раствора и угля 0,8 - 1,0. Затем пропитанный уголь выдерживают на воздухе 1,5 - 2,0 ч при температуре 25 - 30oC. После этого уголь сушат в сушильном шкафу в течение 1,5 - 2,0 ч при температуре 115 - 120oC.
Полученный МАУ имел следующую эффективность очистки воды от тяжелых металлов: свинец 98,0 - 99,8%, медь 97,1 - 99,5%, цинк 97,8 - 99,2%.
Пример 1. Берут активный уголь АГ-3 с отношением объема микропор к суммарному объему 0,3. Готовят раствор модификатора - кверцетина (Quercetin) в смеси воды и этилового спирта, взятых в соотношении 1:1, до концентрации 0,4% массовых. Помещают уголь в смеситель, добавляют пропиточный раствор в соотношении 0,8 : 1,0 и выдерживают при температуре 25oC в течение 1,5 ч. Сушат уголь в сушильном шкафу при температуре 120oC в течение 2 ч. Полученный МАУ имел эффективность очистки воды по свинцу 99,8%, по меди 99,5%, по цинку 99,2%.
Пример 2. Ведение процесса как в примере 1 за исключением того, что в качестве модификатора используют альгиновую кислоту. Эффективность очистки воды в этом случае составляла по свинцу 98%, по меди 97,1%, по цинку 97,8%.
Пример 3. Ведение процесса как в примере 1 за исключением того, что в качестве модификатора используют натриевую соль альгиновой кислоты, активный уголь берут с соотношением объема микропор к суммарному объему пор 0,4, а пропитку осуществляют при соотношении объемов пропиточного раствора и угля 1: 1. Эффективность очистки воды в этом случае составляла по свинцу 99%, по меди 98,2%, по цинку 98,6%.
Пример 4. Ведение процесса как в примере 1 за исключением того, что в качестве модификатора используют калиевую соль альгиновой кислоты, активный уголь берут с соотношением объема микропор к суммарному объему пор 0,35, а пропитку осуществляют при соотношении объемов пропиточного раствора и угля 0,9: 1. Эффективность очистки воды в этом случае составляла по свинцу 99,5%, по меди 98,6%, по цинку 99%.
При исследовании МАУ, полученного по способу прототипа, его эффективность очистки воды от тяжелых металлов была на 40 - 62% ниже, чем у предлагаемого: по свинцу 58%, по меди 48%, по цинку 35,8%.
Таким образом, предложенный способ позволяет получать МАЦ, превосходящие известные по эффективности очистки воды от тяжелых металлов, что дает реальную возможность решать широкий спектр экологических и технологических проблем.
Из изложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени влияет на достижение поставленной цели, а именно повышение эффективности работы сорбента по тяжелым металлам, а вся совокупность является достаточной для характеристики заявленного технического решения.
Формула изобретения: Способ получения модифицированного активного угля, включающий приготовление раствора модификатора, пропитку угля и его сушку, отличающийся тем, что в качестве модификатора используют кверцетин (Quercetin), альгиновую кислоту или ее соли щелочных металлов, причем используют активный уголь с отношением объема микропор к суммарному объему пор 0,3 0,4, а пропитку ведут водным раствором модификатора при соотношении объемов пропитки и угля 0,8 - 1,0.