Дослідження структури активованого вугілля з рослинної сировини методами рентґенівської дифрактометрії та малокутового розсіювання

• Дата: 2017
• Автори: Бордун, І.М., Садова, М.М., Борисюк, А.К., Кулик, Ю.О.
• Формат: Стаття
• Мова: Ukrainian
• Опубліковано: Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України 2017
• Назва видання: Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
• Онлайн доступ: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/133495
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Цитувати: Дослідження структури активованого вугілля з рослинної сировини методами рентґенівської дифрактометрії та малокутового розсіювання / І.М. Бордун, М.М. Садова, А.К. Борисюк, Ю.О. Кулик // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2017. — Т. 15, № 3. — С. 517-533. — Бібліогр.: 18 назв. — укр.

Досліджено активоване вугілля, вихідними матеріялами для одержання якого були відходи перероблення кукурудзи, — качани, листки та стебла, — і сухий буряковий жом. Показано, що після карбонізації й активації водяною парою подрібнене вугілля є достатньо однорідним, незалежно від структури вихідної сировини. Встановлено, що на усіх рентґенівських дифрактограмах спостерігаються широкі дифузні максимуми, близькі за положенням до рефлексів полікристалічного графіту. Аналіза дифрактограм уможливила встановити, що досліджуване вугілля характеризується мікронеоднорідною структурою, сформованою з графітоподібних і графенових нанокристалів, розподілених в аморфній фазі. Основний внесок у кристалоподібну складову структури роблять тривимірні графітоподібні кристаліти, частка яких складає від 75% у вугіллі з бурякового жому до 82% у вугіллі зі стебел кукурудзи. Пористу структуру розраховано на основі аналізи спектрів малокутового розсіяння Рентґенових променів. Показано хаотичний розподіл пор і відсутність кореляції у їхньому взаємному розміщенні, що є властивим для полідисперсних систем із широким розподілом пор за розмірами. Встановлено, що функції розподілу пор для вугілля на основі стебел і качанів кукурудзи характеризуються наявністю чіткого максимуму при r = 4,7 нм і r = 5,2 нм відповідно, а на основі бурякового жому — при r = 3,8 нм. Розподіл пор активованого вугілля на основі листків кукурудзи має бімодальний характер із розщепленням основного максимуму на підмаксимуми з r = 2,5 нм та r = 5,4 нм. На основі закону Порода, що описує асимптотичну поведінку інтенсивности малокутового розсіяння Рентґенових променів, встановлено, що вугілля зі стебел кукурудзи характеризується питомою площею поверхні у 617 м²/г, з листків кукурудзи — 409 м²/г, з бурякового жому — 342 м²/г, а з качанів кукурудзи — 165 м²/г.