RU2641124C2 - Углеродные тела и ферромагнитные углеродные тела - Google Patents
Углеродные тела и ферромагнитные углеродные тела Download PDFInfo
- Publication number
- RU2641124C2 RU2641124C2 RU2015128060A RU2015128060A RU2641124C2 RU 2641124 C2 RU2641124 C2 RU 2641124C2 RU 2015128060 A RU2015128060 A RU 2015128060A RU 2015128060 A RU2015128060 A RU 2015128060A RU 2641124 C2 RU2641124 C2 RU 2641124C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbon
- ferromagnetic
- metal
- iron
- activated carbon
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 437
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 211
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 119
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 115
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 82
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 82
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 59
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 56
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 52
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 claims abstract description 27
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 238000004438 BET method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 9
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 44
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 37
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 37
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 21
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 15
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 13
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims description 13
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 12
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 11
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 9
- VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate Chemical compound [Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 7
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 6
- RCITVHFNWJIDNA-UHFFFAOYSA-K [NH4+].[NH4+].[NH4+].[Fe+3].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[Fe+3].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O RCITVHFNWJIDNA-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 5
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 5
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 4
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 claims description 3
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000001345 alkine derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 2
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 16
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 13
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 11
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 11
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 11
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 11
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 11
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 9
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 9
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 9
- 102000002322 Egg Proteins Human genes 0.000 description 8
- 108010000912 Egg Proteins Proteins 0.000 description 8
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 7
- 239000004021 humic acid Substances 0.000 description 7
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical class C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 7
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 6
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 5
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 5
- 239000002134 carbon nanofiber Substances 0.000 description 5
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 239000002509 fulvic acid Substances 0.000 description 5
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 5
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 4
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 210000003278 egg shell Anatomy 0.000 description 4
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 4
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 4
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 4
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 4
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 3
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 210000002969 egg yolk Anatomy 0.000 description 3
- 235000013345 egg yolk Nutrition 0.000 description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- XPFVYQJUAUNWIW-UHFFFAOYSA-N furfuryl alcohol Chemical compound OCC1=CC=CO1 XPFVYQJUAUNWIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 3-nitrobicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid Chemical compound C1C2C=CC1C(C(=O)O)C2(C(O)=O)[N+]([O-])=O QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000168 Microcrystalline cellulose Polymers 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- FRHBOQMZUOWXQL-UHFFFAOYSA-K azane;2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylate;iron(3+) Chemical compound N.[Fe+3].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O FRHBOQMZUOWXQL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000004313 iron ammonium citrate Substances 0.000 description 2
- 235000000011 iron ammonium citrate Nutrition 0.000 description 2
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 2
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 2
- 235000019813 microcrystalline cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 239000008108 microcrystalline cellulose Substances 0.000 description 2
- 229940016286 microcrystalline cellulose Drugs 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 nutshells Substances 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 2
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- AGBXYHCHUYARJY-UHFFFAOYSA-N 2-phenylethenesulfonic acid Chemical class OS(=O)(=O)C=CC1=CC=CC=C1 AGBXYHCHUYARJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCVGEOXPDFCNHA-UHFFFAOYSA-N 5,5-dimethyl-2,4-dioxo-1,3-oxazolidine-3-carboxamide Chemical compound CC1(C)OC(=O)N(C(N)=O)C1=O QCVGEOXPDFCNHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 208000031872 Body Remains Diseases 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K Citrate Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910002546 FeCo Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010065042 Immune reconstitution inflammatory syndrome Diseases 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Chemical class OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 239000012773 agricultural material Substances 0.000 description 1
- 238000004887 air purification Methods 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- KZTASAUPEDXWMQ-UHFFFAOYSA-N azane;iron(3+) Chemical compound N.[Fe+3] KZTASAUPEDXWMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 125000002843 carboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 231100000357 carcinogen Toxicity 0.000 description 1
- 239000003183 carcinogenic agent Substances 0.000 description 1
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 125000003636 chemical group Chemical group 0.000 description 1
- 150000008280 chlorinated hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- VJYIFXVZLXQVHO-UHFFFAOYSA-N chlorsulfuron Chemical compound COC1=NC(C)=NC(NC(=O)NS(=O)(=O)C=2C(=CC=CC=2)Cl)=N1 VJYIFXVZLXQVHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 150000001869 cobalt compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 description 1
- ZWWCURLKEXEFQT-UHFFFAOYSA-N dinitrogen pentaoxide Chemical compound [O-][N+](=O)O[N+]([O-])=O ZWWCURLKEXEFQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000005108 dry cleaning Methods 0.000 description 1
- 210000000969 egg white Anatomy 0.000 description 1
- 235000014103 egg white Nutrition 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000012052 hydrophilic carrier Substances 0.000 description 1
- 230000005660 hydrophilic surface Effects 0.000 description 1
- 230000005661 hydrophobic surface Effects 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000003317 industrial substance Substances 0.000 description 1
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- MVFCKEFYUDZOCX-UHFFFAOYSA-N iron(2+);dinitrate Chemical compound [Fe+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MVFCKEFYUDZOCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NPFOYSMITVOQOS-UHFFFAOYSA-K iron(III) citrate Chemical compound [Fe+3].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NPFOYSMITVOQOS-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229940049311 joint gel Drugs 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 1
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical class OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Chemical class 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 1
- 229910001960 metal nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001463 metal phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- QCAWEPFNJXQPAN-UHFFFAOYSA-N methoxyfenozide Chemical compound COC1=CC=CC(C(=O)NN(C(=O)C=2C=C(C)C=C(C)C=2)C(C)(C)C)=C1C QCAWEPFNJXQPAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N nickel(ii) nitrate Chemical compound [Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 1
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 1
- 108700012359 toxins Proteins 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Chemical class OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/74—Iron group metals
- B01J23/745—Iron
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
- B01J20/205—Carbon nanostructures, e.g. nanotubes, nanohorns, nanocones, nanoballs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J20/28009—Magnetic properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J20/28057—Surface area, e.g. B.E.T specific surface area
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J20/28069—Pore volume, e.g. total pore volume, mesopore volume, micropore volume
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J20/28078—Pore diameter
- B01J20/28083—Pore diameter being in the range 2-50 nm, i.e. mesopores
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
- B01J20/3007—Moulding, shaping or extruding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
- B01J20/3078—Thermal treatment, e.g. calcining or pyrolizing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
- B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
- B01J20/3202—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the carrier, support or substrate used for impregnation or coating
- B01J20/3204—Inorganic carriers, supports or substrates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
- B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
- B01J20/3231—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
- B01J20/3242—Layers with a functional group, e.g. an affinity material, a ligand, a reactant or a complexing group
- B01J20/3268—Macromolecular compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/18—Carbon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/18—Carbon
- B01J21/185—Carbon nanotubes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/02—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
- B01J31/06—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing polymers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/33—Electric or magnetic properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/61—Surface area
- B01J35/615—100-500 m2/g
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/61—Surface area
- B01J35/617—500-1000 m2/g
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/63—Pore volume
- B01J35/633—Pore volume less than 0.5 ml/g
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/63—Pore volume
- B01J35/635—0.5-1.0 ml/g
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/64—Pore diameter
- B01J35/647—2-50 nm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/0201—Impregnation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/08—Heat treatment
- B01J37/082—Decomposition and pyrolysis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/16—Reducing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/288—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using composite sorbents, e.g. coated, impregnated, multi-layered
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/0036—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties showing low dimensional magnetism, i.e. spin rearrangements due to a restriction of dimensions, e.g. showing giant magnetoresistivity
- H01F1/0045—Zero dimensional, e.g. nanoparticles, soft nanoparticles for medical/biological use
- H01F1/0063—Zero dimensional, e.g. nanoparticles, soft nanoparticles for medical/biological use in a non-magnetic matrix, e.g. granular solids
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/20—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
- H01F1/28—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder dispersed or suspended in a bonding agent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/0253—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
- H01F41/0266—Moulding; Pressing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2231/00—Catalytic reactions performed with catalysts classified in B01J31/00
- B01J2231/60—Reduction reactions, e.g. hydrogenation
- B01J2231/62—Reductions in general of inorganic substrates, e.g. formal hydrogenation, e.g. of N2
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2531/00—Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
- B01J2531/001—General concepts, e.g. reviews, relating to catalyst systems and methods of making them, the concept being defined by a common material or method/theory
- B01J2531/002—Materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2531/00—Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
- B01J2531/001—General concepts, e.g. reviews, relating to catalyst systems and methods of making them, the concept being defined by a common material or method/theory
- B01J2531/008—Methods or theories
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/281—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/283—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using coal, charred products, or inorganic mixtures containing them
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/48—Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields
- C02F1/488—Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields for separation of magnetic materials, e.g. magnetic flocculation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/08—Nanoparticles or nanotubes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
Изобретение касается области модифицированных углеродных изделий. Предложено ферромагнитное углеродное тело, содержащее частично графитизированный активированный уголь и металлические частицы ферромагнитного металла, выбранного из группы, состоящей из железа, никеля, кобальта и/или их сплавов и их комбинаций. Размер ферромагнитного тела составляет от 100 нм до 20 мм, вычисленная БЭТ-методом площадь его поверхности составляет от 300 до 1000 м/г, общий объем пор составляет от 0,1 до 0,6 мл/г, средний диаметр пор составляет от 3 до 8 нм. Ферромагнитное углеродное тело содержит 10-70% по весу графитизированного углерода. Предложен также способ получения и использования ферромагнитного тела. Изобретение обеспечивает получение частично графитизированного тела с усовершенствованными характеристиками, в котором количество и расположение графитизированного углерода может быть управляемым. 8 н. и 8 з.п. ф-лы, 17 ил., 6 табл., 6 пр.
Description
Настоящее изобретение касается области модифицированных углеродных изделий. В частности, объектом настоящего изобретения являются частично графитизированные тела из активированного угля.
Объектом изобретения являются углеродные тела и ферромагнитные углеродные тела, получение таких тел из активированного угля, и способ применения углеродных тел и ферромагнитных углеродных тел, например, при водоочистке и в области электрохимической промышленности.
Активированный уголь повсеместно используется в технологических процессах в качестве адсорбента для удаления нежелательных загрязняющих веществ и ионных форм из жидкостей и газов. В частности, он применяется при удалении разливов нефти, при очистке подземных вод, для очистки питьевой воды, очистки воздуха и удаления летучих органических соединений в ходе различных технологических процессов, например при операциях сухой очистки и перекачки горючего.
Активированный уголь является также предпочтительным средством для очистки питьевой воды из наземных источников и загрязненных грунтовых вод в Европе. Активированный уголь использовался, например, для повышения качества питьевой воды путем удаления формирующих неприятный вкус и запах составляющих, пестицидов, цвета, тригалометанов, водорослевых токсинов и хлорированных углеводородов.
Как известно, неприятный вкус и цвет питьевой воде придают гуминовая и фульвовая кислоты. Гуминовая и фульвовая кислоты являются продуктами распада природных и сельскохозяйственных материалов, и растворимы в воде при любых значениях водородного показателя рН≥1. Гуминовую и фульвовую кислоты можно удалять из питьевой воды с помощью активированного угля. Недостатком данного процесса является то, что активированный уголь быстро насыщается. Это происходит, в частности, потому, что молекулы гуминовой кислоты, как правило, являются слишком большими для узких пор немодифицированного активированного угля.
Загрязнение мышьяком является более серьезной проблемой при водоснабжении с использованием грунтовых вод. Управление по охране окружающей среды США (USEPA) характеризует мышьяк как токсичное для здоровья человека вещество и классифицирует его как канцероген.
Halem и др. (Drinking Water Engineering and Science) 2(2009)29-34), сообщают, что, по оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), продолжительное воздействие содержащегося в грунтовых водах мышьяка в концентрациях более 500 мкг/л приводит к смерти каждого десятого взрослого. Результаты других исследований показывают, что проблемы с наличием мышьяка в питьевой воде из грунтовых источников имеют место во многих странах мира, например в США и Китае. В Европе сообщается, что вопросами решения проблемы с мышьяком занимаются, в основном, в странах с высокими уровнями содержания мышьяка в грунтовых водах, таких как Сербия, Венгрия и Италия. В большей части остальных европейских стран сообщается, что повсеместно наблюдаемое содержание мышьяка в грунтовых водах, в целом, ниже стандарта, принятого в странах Европы, который составляет 10 мкг/л.
Мышьяк не легко растворяется в воде, и поэтому, при его обнаружении в области водоснабжения это означает, что он, как правило, поступает из районов расположения предприятий горнодобывающей и металлургической промышленности или стоков из сельскохозяйственных районов, где содержащие мышьяк вещества используются в качестве ядохимикатов промышленного назначения. Кроме того, мышьяк и фосфаты с химической точки зрения являются легко замещающими друг друга элементами. В неорганической форме мышьяк легко удаляется, или его содержание уменьшается, с помощью обычных процессов водоочистки. Активированный уголь является одним из известных средств удаления мышьяка из питьевой воды. Однако, как сообщается, фильтрация через активированный уголь обеспечивает снижение содержания мышьяка в питьевой воде лишь на 40-70%.
Удаление загрязняющих веществ из питьевой воды с помощью активированного угля обеспечивается двумя основными процессами, а именно адсорбцией и каталитическим восстановлением.
Активированный уголь, как правило, используется в гравитационных фильтрах быстрой очистки, фильтрах с неподвижным слоем, шлам-фильтрах, фильтрах общего назначения, а также в адсорберах с подвижным адсорбентом и адсорберах высокого давления с неподвижным адсорбентом. Активированный уголь может использоваться в виде порошка, частиц, гранул и формованных изделий, таких как сферы, экструдированные заготовки (экструдаты) или таблетки.
Но, несмотря на то, что природные адсорбционные свойства активированного угля привлекательны (особенно его высокая емкость), активированный уголь часто не применяются для очистки потоков воды с высоким содержанием загрязняющих веществ. Причина этого заключается в том, что активированный уголь быстро насыщается, что уменьшает срок его использования. Таким образом, очистку питьевой воды часто производят с помощью тонких фильтров с неподвижным слоем песка или оксида железа с очень большой площадью поверхности, чтобы можно было осуществлять очистку больших объемов воды при сравнительно низкой скорости прохождения потока. Таким образом, существует необходимость улучшения свойств активированного угля для его применения при очистке воды.
Активированный уголь часто является предпочтительным носителем для катализаторов из драгоценных металлов, поскольку драгоценный металл можно легко сепарировать путем сжигания углерода, и он является устойчивым в кислотосодержащих и щелочных жидкостях. Недостатком активированного угля является его предрасположенность к окислению. Еще один недостаток носителя из активированного угля заключается в его склонности к истиранию. Истирание обычно приводит к потере драгоценного металла и загрязнению продуктов химической реакции. Потеря драгоценных металлов с продуктами реакции, в целом, является неприемлемой с учетом высокой стоимости драгметаллов. Таким образом, более устойчивый углеродный носитель катализатора, например, содержащий графитизированный углерод, был бы гораздо более привлекательным. Следовательно, было бы очень выгодно иметь возможность частичного преобразования активированного угля в графитизированный углерод.
Активированный уголь также обладает многими желательными свойствами для его применения в электрохимической промышленности, например в качестве псевдоожиженных электродов и других компонентов батареек.
В документах US-A-4236991 и US-A-4176038 сообщается о применении псевдоожиженных электродов в электрохимических реакциях для очистки воды от ионов металлов. Недостатком таких систем, однако, являлась трудность предотвращения сегрегации псевдоожиженных слоев в мертвых зонах электролитической ячейки. Кроме того, ни в одном из документов не сообщается о возможности использования активированного угля в псевдоожиженных электродах.
В недавней публикации от Racyte и др. (Carbon 49(2011)5321-5328) описывается применение активированного угля в псевдоожиженных электродах для дезинфекции воды. В этой системе гранулированные частицы активированного угля были суспендированы, и взвешенный слой подвергался воздействию переменного радиочастотного электрического поля. Недостатком данной системы является то, что для нее требуется механическое перемешивание с помощью магнитного якоря для предотвращения осаждения частиц активированного угля. Таким образом, было бы желательно иметь активированный уголь, не осаждающийся при использовании в псевдоожиженных электродах.
Как правило, активированный уголь производят из исходных углеродистых материалов, таких как ореховая скорлупа, торф или древесина, и он практически полностью (например, более чем на 99% по весу) состоит из аморфного углерода. Площадь поверхности активированного угля, измеренная и рассчитанная методом Брунауэра-Эммета-Теллера (БЭТ-методом), является крайне высокой. Вычисленная БЭТ-методом площадь поверхности активированного угля достигает значений более 1000 м2/грамм. Однако существенный недостаток такой огромной площади поверхности заключается в том, что доступ к ней имеется лишь через узкие поры. В то время как в случае потока газа скорость его прохождения сквозь узкие поры все еще может быть достаточно высокой, скорость прохождения жидкости сквозь узкие поры уже является низкой; причина этого заключается в том, что коэффициенты диффузии жидкостей примерно в 104 раз меньше коэффициентов диффузии в газовой фазе. Медленное прохождение жидкости сквозь пористую структуру активированного угля является существенной проблемой во многих случаях его применения. Более крупные молекулы, например, молекулы гуминовой кислоты, слишком велики, чтобы они могли пройти через узкие поры и адсорбироваться на внешней поверхности тел из активированного угля, что приводит к блокированию пор и последующей потере адсорбционной способности для молекул меньшего размера.
Наиболее важным фактором, определяющим скорость прохождения молекул, в частности, молекул жидкостей, является длина пор, которая определяется размером используемых тел активированного угля. Углеродные тела меньшего размера, как правило, обеспечивают более короткие поры. В фильтрах с неподвижным слоем тела активированного угля, используемого в качестве адсорбента, не должны быть слишком маленькими, поскольку это будет приводить к образованию слишком высокого перепада давлений на слое. Минимальный размер тел из активированного угля, используемых в фильтрах с неподвижным слоем, как правило, составляет приблизительно от 2 до 10 мм. Однако, максимальный размер тел из активированного угля, используемых в шлам-фильтрах, как правило, намного меньше; он составляет около 10 мкм. Такое ограничение максимального размера обусловлено необходимостью отделения активированного углерода либо фильтрацией, либо центрифугированием.
Несмотря на то, что длина пор влияет на скорость прохождения молекул более сильно, чем диаметр пор, использование пор большего диаметра также может обеспечивать значительное повышение скорости прохождения. Однако средний диаметр пор активированного угля, как правило, очень мал.
Как уже указывалось выше, тела из активированного угля часто не обладают достаточной механической прочностью для противодействия трению при их применении в качестве адсорбента или носителя катализатора. Кроме того, свежий активированный уголь является гидрофобным и олеофильным. Однако в результате воздействия атмосферного воздуха поверхность активированного угля окисляется и становится гидрофильной. Поэтому существует необходимость создания углерода с более стабильными гидрофобными свойствами.
В документе WO-A-2011/136654 раскрываются наночастицы, содержащие графитизированный углерод и ферромагнитный металл или сплав, пригодные для использования в медицине, например для магнитно-резонансной томографии (МРТ). Однако ни общий объем пор, ни вычисленная БЭТ-методом площадь поверхности этих наночастиц не указываются.
В документе WO-A-2007/131795 раскрывается способ производства тел аморфного углерода из микрокристаллической целлюлозы. Однако микрокристаллическая целлюлоза является сравнительно дорогим продуктом, причем после ее термообработки остается лишь около 20% ее исходного веса. Кроме того, формирование и пропитка других целлюлозных материалов являются сложными операциями, требующими введения ряда других составляющих, которые часто являются растворимыми в кислотной или щелочной среде, и, таким образом, ограничивают стабильность углеродных тел. Таким образом, производство подобных пористых углеродных тел не является перспективным.
В документе WO-A-2010/098668 раскрывается способ производства металло-углеродных тел, углерод в которых почти полностью представляет собой графитизированный углерод.
В патенте США US-A-2010/291167 описывается способ производства пористого углеродного композиционного материала из материалов, полученных из древесины. Далее, в патенте US-A-2010/291167 раскрывается способ пропитки полученных из древесины материалов водным раствором хлорида железа с последующим нагревом до температуры 750°С. Поскольку хлорид железа улетучивается в процессе нагрева, распределение железа не контролируется, в результате чего железо распределяется по всему пропитываемому материалу.
В журнале "Magnetism and Magnetic Materials" 322(2010)1300-1303 описывается процесс производства металло-углеродных композиционных материалов путем пропитки активированного угля раствором нитрата железа в этаноле, высушивания и последующего нагревания до температуры 900°С.
В журнале "Faraday Discussions" 151(2011)47-58) описываются никелевые наночастицы с углеродными носителями, получаемые путем пропитки графитизированного углерода водным раствором нитрата никеля, высушивания пропитанного углеводорода и последующим кальцинированием при температуре 450°С.
В журнале "Alloys and Compounds" 509(2011)585-589 описывается подготовка FeCo/углеродных нанокомпозиционных материалов посредством образования совместного геля фурфурилового спирта, нитратов металлов и тераэтилортосиликата для создания неорганического/органического гибридного ксерогеля. В этом документе указывается также, что сформированный ксерогель был подвергнут карбонизации при температуре 900°С, а затем протравлен с помощью NaOH.
Langmuir, 20(2004)3388-3397 описывает пиролиз полимерных солей стиролсульфокислоты и малеиновой кислоты, содержащих железо, кобальт и никель, при температуре 800°С, для создания материалов, состоящих из пористого углерода и различных металлов. В этом документе также приведены полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа изображения полученных материалов с картоноподобной структурой.
В журнале "Journal of Materials Science" 42(2007)3692-3694 описывается синтез углеродных нановолокон с использованием матрицы наночастиц железа in situ с образованием углерода путем химического разложения в паровой фазе пентакарбонила железа и этанола и удаления матрицы с помощью кислоты.
Однако контроль преобразования активированного угля в графитизированный углерод, таким образом, чтобы доля и расположение графитизированного углерода были определенными, был бы очень желательным. Это обусловлено тем, что графитизированный углерод является и остается гидрофобным. Таким образом, возможность контроля количественного соотношения площадей поверхности гидрофобных и гидрофильных поверхностей могла бы обеспечить новые интересные возможности для тел из активированного угля.
Соответственно, цель настоящего изобретения заключается в создании частично графитизированного элемента из активированного угля с усовершенствованными характеристиками, в котором количество и расположение графитизированного углерода были бы управляемыми.
Неожиданно было обнаружено, что пропитывание активированного угля одним или несколькими металлосодержащими соединениями способно обеспечить формирование нестабильных карбидов металлов, а пиролиз пропитанного активированного угля при повышенной температуре в инертной атмосфере приводит к уменьшению содержания соединений металлов и локальной рекристаллизации активированного угля и его превращению в графитизированный углерод. К металлам, как правило, способным образовывать такие нестабильные карбиды металлов, относятся ферромагнитные металлы, такие как железо, никель и кобальт. Рекристаллизация активированного угля также может приводить к резкому уменьшению вычисленной БЭТ-методом площади поверхности и значительному увеличению среднего диаметра пор.
Кроме того, было обнаружено, что управлять степенью превращения активированного угля в графитизированный углерод можно путем контроля количества вводимых в активированный уголь металлосодержащих соединений и регулирования температуры пиролиза. Также было обнаружено, что расположением графитизированного углерода, образовавшегося в элементе из активированного угля, можно управлять путем контроля процесса пропитки, т.е. выбором места, в котором происходит отложение металлов, которое определяется технологией процесса пропитки тел из активированного угля.
Таким образом, целью настоящего изобретения является создание ферромагнитного углеродного тела, содержащего частично графитизированный активированный уголь и частицы по меньшей мере одного ферромагнитного металла, причем вычисленная БЭТ-методом площадь поверхности данного ферромагнитного углеродного тела составляет от 200 до 1000 м2/г, общий объем пор составляет от 0,1 до 1 мл/г, и средний диаметр пор составляет от 2 до 10 нм.
К удивлению, было обнаружено, что ферромагнитное углеродное тело по настоящему изобретению обладает улучшенным распределением пор по размеру. Улучшенная пористая структура ферромагнитного углеродного тела обеспечивает намного более высокую скорость прохождения к его большой внутренней поверхности, чем в немодифицированном активированном угле. Это обеспечивает значительное повышение адсорбционной способности и скорости удаления загрязняющих веществ.
К удивлению, было также обнаружено, что частицы металла, в частности частицы железа, получающиеся в результате восстановления прекурсора металла углеродом, как правило, не инкапсулируются или только частично инкапсулируются графитизированным углеродом. О том, что часть поверхности металлических частиц все еще остается незакрытой после рекристаллизации углерода, свидетельствует тот факт, что большая часть металлических частиц (например, >90% по весу) может быть удалена из получающихся углеродных тел с помощью кислотной обработки, например соляной кислотой, азотной кислотой или серной кислотой.
Желательно, чтобы распространение пропитанных металлосодержащих соединений по исходному материалу, из которого создается активированный уголь, можно было контролировать.
Методы контроля диспергирования и распространения металлосодержащих соединений по носителю известны в области гетерогенного анализа.
Zhuang и др. (Applied Catalysis A: General 301(2006)138-142) описывает способы приготовления металлических катализаторов с резкой границей типа яичной скорлупы, яичного белка и яичного желтка. В способе Zhuang и др., пропитывающему или выщелачивающему раствору не дают попадать в ядро носителя катализатора, поскольку объем порового пространства в центре носителя катализатора заполнен гидрофобным органическим растворителем. Zhuang и др. также указывают, что количество органического растворителя в носителе катализатора может контролироваться испарением. Кроме того, Zhuang и др. указывают, что в результате в катализаторе типа яичной скорлупы пропитывающий раствор не может проникать в центр носителя катализатора, в катализаторе типа яичного желтка выщелачивающий раствор не может проникать в центр восстановленного носителя катализатора, и в катализаторе типа яичного белка выщелачивающий раствор не может попадать в центр восстановленного катализатора типа яичной скорлупы.
В документе US-A-3,259,589 описывается способ приготовления катализатора путем пропитки носителя из неорганического оксида каталитическим компонентом активного металла и органической кислотой, высушивания пропитанного носителя и восстановления компонента металла путем нагрева в присутствии водорода. В документе US-A-3,259,589 указывается также, что данный способ можно модифицировать таким образом, чтобы не использовать органическую кислоту в процессе пропитки носителя, в результате чего практически все каталитически активные металлические компоненты остаются на поверхности частиц катализатора или вблизи нее (т.е. катализатор типа яичной скорлупы). Кроме того, в документе, US-A-3,259,589 указывается, что использование избыточного количества органической кислоты приводит к тому, что практически все металлические компоненты проникают в центр частиц катализатора (т.е. катализатор типа яичного желтка). Еще в одном варианте реализации способа, раскрываемого в документе US-A-3,259,589, указывается, что каталитическая частица с металлическим компонентом, полностью закрытым слоем данной частицы, может быть получена с помощью органической кислоты, включающей гидроксильную группу, расположенную рядом с карбоксильной группой, в количестве от 0,1 до 1,5% по весу от веса носителя. Еще один вариант реализации способа, раскрываемого в документе US-A-3,259,589, заключается в том, что можно создать каталитическую частицу, металлический компонент в которой равномерно распределен по носителю, с помощью органической кислоты в количестве от 0,1 до 1,5% по весу от веса носителя, в присутствии аммиака или другого щелочноподобного материала.
В документе US-A-3,388,077 описываются такие способы приготовления катализатора, что и в документе US-A-3,259,589, за исключением того, что производится пропитка носителя щелочноземельным металлическим компонентом.
Van den Berg ("Zirconia-supported iron-based Fischer-Tropsch catalysts", "PhD Thesis, 2001", Утрехтский университет", Нидерланды) описывает способ изготовления высокодисперсного катализатора на основе железа с использованием циркония посредством пропитки по влагоемкости. В данном методе было установлено, что температура кальцинирования влияет на дисперсию каталитически активного материала в катализаторе.
В документе US-A-4,783,434 описывается способ обеспечения равномерного распределения каталитически активного состава по внешней и внутренней поверхностям несущих подложек. В данном способе несущую подложку пропитывают раствором каталитически активного состава, вязкость которого не уменьшается при нагревании, с последующим испарением раствора и разложением состава посредством нагревания. В документе US-A-4,783,434 указывается, что главное преимущество данного способа заключается в том, что он дает возможность нанесения активного состава с большой удельной площадью на несущую подложку с широкими порами, и, следовательно, обеспечивает возможность свободного доступа к поверхности, без образования скоплений частиц активного состава малого размера, что приводит к сужению пор в катализаторе.
Распределение частиц металлосодержащих соединений в материале можно оценить с помощью электронной микроскопии, например, с помощью просвечивающего электронного микроскопа (ПЭМ) или сканирующего электронного микроскопа (СЭМ).
Как правило, ферромагнитное углеродное тело согласно настоящему изобретению содержит около 10-90% по весу графитизированного углерода, предпочтительно 20-80% по весу графитизированного углерода, более предпочтительно 25-70% по весу графитизированного углерода, и еще более предпочтительно 30-60% по весу графитизированного углерода; содержание графитизированного углерода, предпочтительно, определяется рентгенодифракционным методом (РДМ) в сочетании с методом PONKCS ("Частичное содержание или отсутствие кристаллических структур" или "Partial or no known crystal structures"), описанным N.V.Y. Scarlett, I.C. Madsen, в работе "Powder Diffraction" 21(2006)278-284. Вычисленная БЭТ-методом площадь поверхности ферромагнитного углеродного тела, как правило, составляет от 200 до 1000 м2/г, предпочтительно от 250 до 950 м2/г, более предпочтительно от 300 до 900 м2/г. Под вычисленной БЭТ-методом площадью поверхности в настоящем описании подразумевается величина, которую можно измерить путем определения количества азота, адсорбируемого при температуре 77 K (-196,15°С) и Р/Ро≈0,3, в предположении, что площадь поперечного сечения атома азота составляет 16,2 Å2, после дегазирования образца при температуре 180°С на установке ASAP 2420 компании "Micromeritics".
Предпочтительно общий объем пор ферромагнитного углеродного тела составляет от 0,15 до 0,8 мл/г, более предпочтительно от 0,2 до 0,6 мл/г. Под общим объемом пор в настоящем описании подразумевается величина, полученная путем определения объема жидкого азота, адсорбированного при Р/Ро≈1, с помощью установки ASAP 2420 компании Micromeritics.
Средний диаметр пор ферромагнитного углеродного тела согласно настоящему изобретению составляет, предпочтительно, от 3 до 9 нм, более предпочтительно от 4 до 8 нм. Под средним диаметром пор в настоящем изобретении подразумевается величина, полученная путем деления значения общего объема пор на вычисленную БЭТ-методом площадь поверхности, в предположении, что поры имеют цилиндрическую форму. Для вычисления распределения пор по объему по экспериментальным изотермам с использованием модели Кельвина заполнения пор может быть применен метод Баррета-Джойнера-Халенды (метод БДХ). Наличие микропор может быть определено путем анализа t-графиков.
К удивлению, оказалось, что ферромагнитные углеродные тела по настоящему изобретению имеют значительно меньший объем микропоры, чем исходные материалы из активированного угля. Это объясняется тем, что в процессе рекристаллизации определенная часть микропор замещается мезопорами. Преимущество этого заключается в том, что это приводит к повышению скорости прохождения жидкости сквозь пористую структуру тела. Микропоры и мезопоры, согласно классификации ИЮПАК 1994, имеют диаметры пор <2 нм и 2-50 нм, соответственно.
Желательно иметь тела, обладающие как можно более высокой боковой прочностью на раздавливание (БПР). БПР можно определить для тел, имеющих правильную или почти правильную форму, таких как сферы, экструдаты или таблетки. БПР тел согласно настоящему изобретению измеряли с помощью цифрового динамометра Chatillon® DFE. Однако измерять БПР можно с помощью любого другого подходящего динамометра. Было обнаружено, что БПР тел зависит от продолжительности периода времени, в течение которого они находились под действием температуры пиролиза.
Ферромагнитное углеродное тело по настоящему изобретению может производиться в виде порошка, частиц, гранул и формованных изделий, таких как сферы, экструдаты или таблетки.
Как правило, ферромагнитный металл ферромагнитного углеродного тела выбирают из группы металлов, включающую в себя железо, никель, кобальт и/или их сплавы и комбинации. Предпочтительным ферромагнитным металлом является железо или железный сплав.
Кроме того, металлические частицы ферромагнитного углеродного тела согласно настоящему изобретению могут быть полностью (например, более 99% по весу металлических частиц) инкапсулированы слоями графитизированного углерода. Это может достигаться путем обработки ферромагнитного углеродного тела в потоке водорода и углеродосодержащего вещества при повышенной температуре.
Преимущество полной инкапсуляции металлических частиц, в частности, частиц железа, графитными слоями, заключается в том, что окисление и растворение металлических частиц при использовании различных жидкостей становится невозможно. Полная инкапсуляция также предотвращает образование мелко гидратированных частиц Fe(III), которые очень трудно удалить путем фильтрации и центрифугирования.
Ферромагнитное углеродное тело согласно настоящему изобретению также может содержать полимер, предпочтительно на поверхности указанного тела. К числу подходящих полимеров, которые могут быть использованы, относятся, например, гомополимеры и сополимеры, блок-сополимеры, статистические сополимеры и графтсополимеры. Преимущество таких полимеров заключается в том, что они могут быть функционализированы с помощью химических групп, разъединяющихся в водном растворе, и, таким образом, стабилизирующих взвешенные ферромагнитные углеродные тела в водном растворе. Полимеры также можно использовать для целевого удаления представляющих интерес загрязняющих веществ или соединений, таких как незаряженные частицы, гидрофильные/гидрофобные соединения, лекарственные препараты и метаболиты.
Ферромагнитное углеродное тело согласно настоящему изобретению может также содержать дополнительные частицы металла и/или оксида металла, предпочтительно на (внутренней) поверхности тел. Более предпочтительно указанное ферромагнитное углеродное тело содержит частицы ферромагнитного металла, полностью инкапсулированные слоями графитизированного углерода. Как правило, частицы металла, оксида металла или дополнительные частицы могут включать в себя железо, никель, кобальт, каталитически активные металлы и/или их оксиды и их комбинации. Подходящими каталитически активными металлами являются цинк, медь, марганец, молибден, ванадий, вольфрам и драгоценные металлы. Такие ферромагнитные углеродные тела могут надлежащим образом использоваться, например, в качестве адсорбентов или гетерогенных катализаторов.
Кроме того, ферромагнитное углеродное тело согласно настоящему изобретению может включать в себя нанотрубки и/или углеродные нановолокна. Такие ферромагнитные углеродные тела могут быть надлежащим образом использованы в качестве носителей катализатора при реакциях в жидкой фазе, где скорость прохождения является важной для поддержания селективности на достаточно высоком уровне.
Ферромагнитные углеродные тела с плотным слоем углеродных нановолокон и/или углеродных нанотрубок обеспечивают также отличный электрический контакт, и, таким образом, являются чрезвычайно целесообразными для применения в области электрохимии. Предпочтительно такие ферромагнитные углеродные тела применяются в магнитно-стабилизированных псевдоожиженных электродах.
Размер ферромагнитных углеродных тел согласно настоящему изобретению составляет, как правило, приблизительно от 100 нм до 20 мм, в зависимости от назначения. В шлам-фильтрах типичный размер ферромагнитных углеродных тел составляет от 0,5 мкм до 150 мкм, а в фильтрах с неподвижным слоем - от 1 до 10 мм. Для удаления гуминовой и фульвовой кислот предпочтительно использовать ферромагнитное углеродное тело размером менее 1 мкм.
Дополнительным вариантом осуществления настоящего изобретения является использование ферромагнитного углеродного тела в качестве катализатора, способного создавать олефины путем гидрирования оксида углерода. Предпочтительным ферромагнитным металлом для такого тела является железо или железный сплав. Более предпочтительным является вариант, когда металлические частицы такого углеродного тела не инкапсулированы или только частично инкапсулированы графитизированным углеродом. Как правило, размер углеродного тела составляет от 1 до 5 мм, что делает его пригодным для применения в фильтрах с неподвижным слоем.
Еще одна цель изобретения заключается в создании способа изготовления ферромагнитного углеродного тела согласно настоящему изобретению.
Соответственно, объектом изобретения является способ производства ферромагнитного углеродного тела, включающий в себя пропитку активированного угля водным раствором металлосодержащего соединения, высушивание пропитанного активированного угля и пиролиз высушенного пропитанного активированного угля в атмосфере инертного газа, посредством чего обеспечивается восстановление металлосодержащего соединения до соответствующего металла.
Пропитка активированного угля водным раствором металлосодержащего соединения может производиться один или несколько раз методом пропитки по влагоемкости, при котором объем используемого указанного раствора равен или меньше объема порового пространства активированного угля. Как вариант, пропитка активированного угля водным раствором металлосодержащего соединения может производиться путем погружения активированного угля в указанный раствор на период времени меньше требуемого для равномерного распределения нелетучего металлосодержащего соединения. Этот период зависит от таких факторов, как вязкость пропитывающего раствора, температура и тип углеродного тела. Данный период может быть порядка минут, как правило, 60 минут или менее, предпочтительно, 30 мин или менее, более предпочтительно, 10 мин или менее.
Используемую температуру пиролиза выбирают в широком диапазоне, в зависимости от требуемой БПР или от требуемой поровой структуры. При более высоких температурах большее количество активированного угля может рекристаллизоваться, превращаясь в графитизированный углерод. Температура, используемая в способе согласно настоящему изобретению для пиролиза высушенного пропитанного активированного угля, как правило выше 700°С, предпочтительно, >800°С.
Было установлено, что металлосодержащие соединения, в частности, железо и его соединения, могут восстанавливаться углеродом до металла при температурах приблизительно выше 700°С. При более низких температурах восстановление соединений железа происходит лишь до магнетита, то есть до Fe3O4. Безотносительно какой-либо конкретной теории, авторы считают, что рекристаллизация аморфного углерода в активированном угле происходит потому, что восстановленный металл, в частности, металлическое железо, может забирать углерод из аморфного углерода и вступать с ним в реакцию, образуя нестабильный карбид металла. Впоследствии, углерод из данного карбида металла отделяется в виде графитизированного углерода. Рекристаллизация активированного угля и его превращение в графитизированный углерод приводит к резкому уменьшению вычисленной БЭТ-методом площади поверхности и повышению как среднего диаметра пор, так и общего объема пор.
Активированный уголь, используемый в качестве исходного материала в способе согласно настоящему изобретению, может находиться в форме порошка, частиц, гранул и формованных изделий, таких как сферы, экструдаты или таблетки.
Еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения является способ производства ферромагнитного углеродного тела, заключающийся в смешивании порошка активированного угля с порошком металлосодержащего соединения, формовке тела из полученного смешанного порошка и пиролиз формованного тела в инертной атмосфере, с восстановлением, тем самым, металлосодержащего соединения до соответствующего металла.
Преимущество данного способа заключается в том, что он позволяет осуществлять низкую конверсию активированного угля в графитизированный углерод. Считается, что это обусловлено ограничениями по перемешиванию и дисперсии порошка металлосодержащего соединения в порошке активированного угля.
Типичная температура пиролиза формованного тела в вышеуказанном способе также >700°С, предпочтительно >800°С.
Смешанный порошок обычно формируют с помощью известных методов, например экструзии, таблетирования или гранулирования.
Активированный уголь, используемый в качестве исходного материала в способе согласно настоящему изобретению, может быть произведен обычными средствами из углеродосодержащих исходных материалов, таких как ореховая скорлупа, торф или древесина, и состоит практически (например, более чем на 99% по весу) из аморфного углерода.
К металлосодержащим соединениям, которые могут быть надлежащим образом использованы в способе согласно настоящему изобретению, относятся нелетучие металлосодержащие соединения, являющиеся прекурсорами ферромагнитных металлов и/или сплавов. Под нелетучими металлосодержащими соединениями в настоящем описании подразумеваются металлосодержащие соединения, которыми пропитывается активированный уголь в способе согласно настоящему изобретению, не улетучивающиеся на этапе пиролиза. Предпочтительно такие металлосодержащие соединения выбирают из группы, включающей в себя соединения железа, никеля, кобальта и их комбинации. Более предпочтительными являются соединения железа. Еще более предпочтительными металлосодержащими соединениями является нитрат железа(III) или цитрат железа(III)-аммония.
Удивительным образом, было обнаружено, что использование нелетучих металлосодержащих соединений в способе согласно настоящему изобретению дает возможность регулировать преобразование активированного угля в графитизированный углерод путем контроля распределения металлосодержащих соединений в активированном угле. Безотносительно какой-либо конкретной теории, авторы считают, что это обусловлено тем, что на этапе пиролиза эти металлосодержащие соединения не диспергируются повторно в активированном угле, а наоборот, остаются практически в тех же самых местах, в которые они поступили во время пропитки активированного угля.
Поскольку ферромагнитное углеродное тело согласно настоящему изобретению, как правило, содержит металлические частицы, не инкапсулированные или только частично инкапсулированные графитизированным углеродом, открытые участки поверхности этих металлических частиц могут окисляться под воздействием атмосферного воздуха. Если окисление является нежелательным, частицы ферромагнитного металла тел могут быть защищены путем инкапсуляции слоями графитизированного углерода посредством обработки в потоке водорода и углеродосодержащего вещества при повышенной температуре. Подходящие углеродосодержащие вещества, которые могут быть использованы в данной ситуации, включают бензол, толуол, оксид углерода, низшие алканы, алкены, спирты, алкины и их комбинации. Обычно используемая температура составляет >800°С. Такая обработка, как правило, приводит к полной инкапсуляции (например, >99% по весу) металлических частиц. Поскольку ферромагнитные углеродные тела легко могут быть разделены неоднородными магнитными полями, разделение таких тел в шлам-фильтре является легко осуществимым.
Ферромагнитные углеродные тела согласно настоящему изобретению также могут быть модифицированы путем адсорбции полимера на графитовой поверхности данных тел. Графитизированная углеродная поверхность данных тел демонстрирует отличные свойства, обеспечивающие возможность адсорбции полимеров на эти тела.
Кроме того, ферромагнитные углеродные тела согласно настоящему изобретению можно модифицировать путем их загрузки металлом и/или оксидом металла. Предпочтительно ферромагнитное углеродное тело, который необходимо модифицировать, содержит частицы ферромагнитного металла, полностью инкапсулированные слоями графитизированного углерода. К методам загрузки, которые могут быть использованы, относится пропитка ферромагнитных углеродных тел водным раствором металлосодержащего соединения с последующим нагреванием, или нанесение металлосодержащего соединения на поверхность тела. К металлосодержащим соединениям, которые могут быть использованы, относятся соединения железа, никеля и кобальта, а также соединения каталитически активных металлов и их комбинации.
Если желательно ограничить пропитку поверхности ферромагнитного углеродного тела, в водный раствор может быть введен дополнительный состав с целью повышения вязкости при испарении растворителя, как это описано в патентном документе US-A-4,783,434. Примером такого дополнительного состава, который может быть использован, является этилгидроксицеллюлоза. Пропитанный ферромагнитное углеродное тело затем обычно высушивают и подвергают термическому нагреву. Преимущество данного способа заключается в том, что он обеспечивает возможность размещения частиц металла и/или оксида металла на поверхности тела.
Кроме того, в ферромагнитных углеродных телах согласно настоящему изобретению могут быть использованы углеродные нанотрубки и/или углеродные нановолокна согласно способу, раскрываемому в международной заявке WO-A-2010/098669, включенной в настоящий документ посредством ссылки.
Как было указано выше, аморфный углерод, присутствующий в активированном угле, намного более подвержен окислению, чем графитизированный углерод, что обусловлено взаимодействием с карбидообразующими металлами. Еще одним объектом настоящего изобретения, таким образом, является увеличение пористости тела из активированного угля путем преобразования части аморфного углерода в графитизированный углерод с последующим окислением части оставшегося аморфного углерода до диоксида углерода и оксида углерода. Окисление может быть осуществлено путем обеспечения контролируемого контакта с кислородом, например путем нагрева углеродного тела в сильно разбавленной кислородной среде (например, содержащей менее 0,1% по объему кислорода в инертном газе (например, аргоне, азоте)) или путем контакта ферромагнитного углеродного тела с одной или несколькими кислотами, например, со смесью серной и азотной кислот в жидкой фазе при повышенной температуре.
В случае, если ферромагнитные углеродные тела не нужны, чистые частицы ферромагнитного металла можно удалить путем введения тела в контакт с кислотой с последующим промыванием. К кислотам, которые могут быть использованы для растворения частиц металла, относятся азотная кислота, соляная кислота, серная кислота и их комбинации. После промывки в жидкости, предпочтительно в воде, растворенные металлические частицы удаляются, и остается практически чистое (например, составляющий >99% по весу) углеродное тело.
Соответственно, еще одна цель изобретения заключается в создании способа производства углеродного тела, представляющего собой частично графитизированный активированный уголь, который включает в себя введение ферромагнитного углеродного тела согласно настоящему изобретению в контакт с кислотой для растворения частиц металла, и последующее промывание обработанного кислотой ферромагнитного углеродного тела в жидкости для удаления растворенных частиц металла.
Как правило, данный способ кислотной обработки обеспечивает удаление более 90% по весу, предпочтительно, более 95% по весу, еще более предпочтительно, более 98% по весу металлических частиц, присутствующих в ферромагнитных углеродных телах.
Еще одна цель изобретения заключается в обеспечении способа производства углеродного тела, представляющего собой частично графитизированный активированный уголь, получаемого путем введения ферромагнитного углеродного тела согласно настоящему изобретению в контакт с кислотой для растворения частиц металла, с последующим промыванием обработанного кислотой ферромагнитного углеродного тела в жидкости для удаления растворенных частиц металла.
Было установлено, что данный способ обеспечивает удаление большей части частиц металла (например, >90% по весу) из получаемых углеродных тел с помощью кислотной обработки. Как правило, содержание металлических частиц в углеродных телах согласно настоящему изобретению составляет <1% по весу от веса углеродного тела.
Было установлено также, что кислотная обработка не влияет на содержание графитизированного углерода в полученном углеродном теле. Кроме того, было обнаружено, что поровая структура углеродных тел согласно настоящему изобретению аналогична поровой структуре исходного материала, т.е. ферромагнитных углеродных тел согласно настоящему изобретению.
Углеродный элемент согласно настоящему изобретению, такой как ферромагнитное углеродное тело согласно настоящему изобретению, содержит около 10-90% по весу графитизированного углерода, предпочтительно 20-80% по весу графитизированного углерода, более предпочтительно 25-70% по весу графитизированного углерода, и еще более предпочтительно 30-60% по весу графитизированного углерода, при определении содержания предпочтительно с помощью дифракционного рентгеновского анализа совместно с вышеупомянутым методом PONKCS.
Общий объем пор углеродного тела согласно настоящему изобретению, как правило, также составляет более 0,1 мл/г, предпочтительно более 0,15 мл/г, еще более предпочтительно более 0,2 мл/г.
Средний диаметр пор углеродного тела согласно настоящему изобретению составляет, как правило, от 2 до 10 нм, предпочтительно более 3 нм, еще более предпочтительно более 4 нм.
Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения углеродные и ферромагнитные углеродные тела согласно настоящему изобретению могут быть использованы в качестве адсорбента или носителя катализатора. Кроме того, тела согласно настоящему изобретению могут быть успешно использованы при обработке воды или в электрохимической области.
Углеродные и ферромагнитные углеродные тела согласно настоящему изобретению могут успешно использоваться для удаления загрязняющих веществ, таких как ионы металлов, фосфаты и органические соединения, из потока воды, поскольку обеспечивают лучший доступ к (внутренней) площади поверхности из объема воды. Поскольку поверхность остающегося активированного угля содержит группы карбоновой кислоты после воздействия атмосферного воздуха, и, следовательно, является более реактивной, чем поверхность графитизированного углерода, тела из графитизированного углерода согласно настоящему изобретению можно успешно использовать для связывания положительно заряженных частиц загрязняющих или ценных веществ. Поскольку, согласно настоящему изобретению, можно регулировать величину той части активированного угля, которая превращается в графитизированный углерод, это дает возможность достижения оптимального соотношения между доступностью и адсорбирующей способностью адсорбента.
Было установлено, что как металлическое железо, так и оксид железа обладают определенными возможностями по удалению ионов металлов из растворов. Металлическое железо может реагировать с менее активными элементами, такими как медь, серебро и золото, причем в ходе таких реакций большая часть электрохимически неактивных металлов откладывается на железе, и железо растворяется. Zhang и др. описывают применение восстановленных наночастиц железа без носителя, так называемых наночастиц нуль-валентного железа (nZVI), для удаления катионов металлов из водного раствора (J. Phys. Chem. С 111(2007)6939-6946). При введении наночастиц нуль-валентного железа в водный раствор происходит быстрая коррозия, и, если только жидкость не является сильнокислой, образуется структура типа "ядро с оболочкой", с ядром из восстановленного железа и пористой оксидной/гидроксидной оболочкой. Очевидно, реагирующие растворенные катионы могут легко проходить сквозь данную оксидную/гидроксидную оболочку.
Толщину оксидного/гидроксидного слоя можно регулировать путем ограничения реакции с кислородом (пассивацией). Процедура пассивации может, например, включать обработку инертным газом, содержащим небольшое количество (например, 0,5% по объему) кислорода, или обработку газовым потоком, содержащим диоксид углерода. Кроме того, был описан способ обработки газовым потоком, содержащим некоторое количество динитрооксида (N2O). Углеродные тела с пассивированными частицами железа впоследствии погружаются в воду для очистки. Более трудоемкий, но более привлекательный метод заключается в сохранении углеродных тел после изготовления в инертном газе с последующим погружением в водную среду, стараясь при этом, насколько это возможно, исключить контакт данных тел с атмосферным воздухом.
Кроме того, оксид железа обладает хорошо известными и очень ценными свойствами для очистки воды. Два варианта осуществления настоящего изобретения касаются использования частиц металлического железа, присутствующих в углеродных телах. Первый способ заключается в использовании частиц металлического железа после контролируемого окисления. Во втором способе частицы металлического железа инкапсулируются слоями графита и отделившаяся тонко диспергированная оксид железа откладывается на поверхности ферромагнитных углеродных тел в соответствии с одним из способов, известных в области производства нанесенных катализаторов. Последний вариант осуществления изобретения обладает преимуществом, которое заключается в том, что после пропитки оксид железа может растворяться в кислотах, и новая оксид железа может откладываться на регенерированных ферромагнитных углеродных телах.
Кроме того, реактивность частиц железа в ферромагнитных углеродных телах можно увеличить путем добавления раствора менее активного металла, предпочтительно меди. Медь будет осаждаться в виде металлической меди на поверхности железа, что может облегчить осаждение других более химически неактивных частиц на поверхности железа.
Кроме того, ферромагнитные углеродные тела согласно настоящему изобретению, в частности, могут быть использованы в псевдоожиженных электродах для удаления катионов металлов из потока воды. С помощью соответствующего магнитного поля ферромагнитные углеродные тела могут быть выровнены по силовым линиям внешнего магнитного поля, что позволяет избежать необходимости ограничения электропроводящих частиц структурой электрода. Соответственно, катионы металлов можно удалять из потока воды. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения частицы железа инкапсулируются слоями графита и мелко разделяются частицами меди или драгоценных металлов, и впоследствии откладываются на ферромагнитных углеродных телах в соответствии с известными технологиями, применяемыми при производстве твердых катализаторов. Соответственно, катионы металлов можно удалять из потока воды при более низком перенапряжении. Без ограничения объема изобретения, считается, что частицы меди или драгоценных металлов могут служить центрами кристаллизации, в которых могут осаждаться ионы металла-восстановителя. После осаждения ферромагнитные углеродные тела можно регенерировать путем введения данных тел в контакт с кислотами, в результате чего происходит удаление осажденных металлов, и может происходить осаждение новых частиц меди или драгоценных металлов на таких регенерированных ферромагнитных углеродных телах.
Стабилизированные магнитным полем псевдоожиженные электроды могут применяться, например, для окисления крупных органических соединений, таких как гуминовая и фульвовая кислоты, адсорбированных ферромагнитными углеродными телами, и для регенерации данных тел. Предпочтительно, в ферромагнитных углеродных телах, применяемых в области электрохимии, используются углеродные нановолокна и/или углеродные нанотрубки.
Ферромагнитные углеродные тела согласно настоящему изобретению могут также использоваться в технологии обратного потока. Как правило, в подлежащий очистке поток жидкости вводят шлам из ферромагнитных углеродных тел. Затем, по истечении заданного времени нахождения в потоке жидкости, ферромагнитные углеродные тела могут улавливаться неоднородным магнитным полем. Когда магнитным полем будет собрано достаточное количество ферромагнитных углеродных тел, магнитное поле выключают, и изменяют направление потока жидкости на противоположное. Включают другое неоднородное магнитное поле, которое улавливает использованные ферромагнитные углеродные тела в различных местах потока жидкости.
Углеродные и ферромагнитные углеродные тела также могут быть использованы в качестве носителей катализатора или в качестве катализаторов. Производство содержащих металлическое железо нанесенных катализаторов является трудоемким. С гидрофильным носителем практически невозможно понизить давление водяного пара до уровня, при котором восстановление до металлического железа является термодинамически осуществимым. Но, тем не менее, применение катализаторов из металлического железа на носителе является очень важным, например, при производстве олефинов из потока оксида углерода с водородом или при синтезе аммиака. Согласно особому варианту реализации настоящего изобретения, ферромагнитные углеродные тела, содержащие частицы рафинированного железа, используются, таким образом, в качестве катализаторов из металлического железа на носителе. Предварительная термообработка при сравнительно низкой температуре в потоке газа-восстановителя является достаточной для производства металлического железа. Поверхность как аморфного, так и графитизированного углерода после термообработки при температуре около 300°С является гидрофобной.
Магнитное отделение ферромагнитных углеродных тел, в частности, также является очень перспективным с взвешенными катализаторами, используемыми при реакциях в жидкой фазе. Отделение может производиться без воздействия атмосферного воздуха на катализатор. Кроме того, можно останавливать, например, гидрирование после того, как определенное количество водорода будет израсходовано для собирания носителя ферромагнитных углеродных тел на магнит. Возможность прерывания каталитической реакции может обеспечивать значительно более высокую селективность.
Ниже приводится разъяснение настоящего изобретения с использованием нескольких примеров, которые, однако, никоим образом не ограничивают объем настоящего изобретения.
Примеры
Образец 1 (сравнительный): Необработанные экструдаты из активированного угля
Микропористая структура необработанных экструдатов из активированного угля (углерод производства компании JEC 1,8 мм гранулированного активированного угля SHIRASAGI С2×8/12 из скорлупы кокосового ореха) и наличие графита определялись, соответственно, путем измерения адсорбции азота и с помощью дифракционного рентгеновского анализа.
С помощью установки ASAP 2420 компании Micromeritics осуществлялась физическая адсорбция азота при температуре -196°С для определения структурных характеристик образцов. Вычисленная БЭТ-методом площадь поверхности и распределение пор по размеру определялись с помощью БЭТ-метода и метода БДХ (Баррета-Джойнера-Халенды), соответственно. Наличие микропор определяли путем анализа t-графиков. Перед проведением измерений производилась дегазация всех образцов в вакууме до достижения давления менее 10 мкм рт.ст. при температуре 180°С.
Дифрактограммы порошка получали с помощью установки D8 ADVANCE компании Bruker (детектор: SOL'X, анод: медь, длина волны: 1.542 Å, первичная щель Соллера: 4°, вторичная щель Соллера: 4°, щель детектора: 0,2 мм, частота вращения ротора: 15 об/мин, щель расходимости: изменяемая V20, противорассеивающая щель: изменяемая V20, начало: 10° 2 тета, окончание: 100° 2 тета, размер шага: 0.05° 2 тета, Время/шаг: 8 сек, приготовление образца: фронтальная загрузка).
Количество теларного железа в Примере 1 измеряли индуктивно-связанно-плазменным масс-спектрометром "Thermo Electron IRIS intrepid ICP" с ВЧ-генератором; измерение Fe производили на 239,562 нм и 240,488 нм.
Образец 1а: Термообработанные экструдаты из активированного угля
Термообработка экструдатов из активированного угля активированный уголь экструдаты (углерод производства компании JEC 1,8 мм гранулированного активированного угля SHIRASAGI С2×8/12 из скорлупы кокосового ореха) производилась при температуре 800°С а течение 1 часа в атмосфере азота. Анализы производились те же самые, что и для образца 1, и их результаты приведены в таблице 1 ниже.
В таблице 1 приведены значения содержания железа (% по весу), вычисленной БЭТ-методом площади поверхности (БЭТ-поверхность) (м2/г), общего объема пор (мл/г), среднего диаметра пор (ангстрем, Å), и боковой прочности раздавливания (БПР) в Н для Примеров 1 и 1а. БПР измеряли для 20-25 экструдатов выбранной длины от 4,5 до 5, м мм с помощью динамометра Chatillon® DFE. Разрушение экструдатов производилось при фиксированном ударе и пневмоударе на максимальном расстоянии 0,9 мм с фиксированной скоростью и контролируемым усилием удара.
На фиг. 1 представлен t-график, полученный в результате измерений образца 1. Точка пересечения линейного графика с осью ординат показывает количество микропор в образце 1. Более низкое расположение точки пересечения графика с осью ординат обычно указывает на меньшее количество микропор в образце. Для образца 1а также был построен t-график (не показан) который был аналогичен t-графику для образца 1, приведенному на фиг. 1.
На фиг. 2 приведены дифрактограммы, полученные путем дифракционного рентгеновского анализа для образца 1 (черная линия) и образца 1а (серая линия). Количество графитизированного углерода отражается в виде пика графика при значении 26 на шкале угла рассеяния. Широкие рефлексы, показанные на графике для образца 1 (см. фиг. 2, черная линия) и для образца 1а (серая линия), указывают на наличие аморфного углерода. Это говорит о том, что пиролиз тел из активированного угля при отсутствии металлосодержащих соединений не приводит к формированию графита.
Образец 2: Нитрат железа(III) девятиводный/800°С/3 часа
Ферромагнитные углеродные тела согласно настоящему изобретению были приготовлены путем помещения 40 г экструдатов активированного угля (углерод производства компании JEC, 1,8 мм гранулированного активированного угля SHIRASAGI С2×8/12 из скорлупы кокосового ореха) в емкость объемом 250 мл и вращения ее в вакууме (40 мбар) по меньшей мере в течение 30 мин. Затем в вакууме было произведено напыление 37 мл 58% по весу раствора нитрата железа(III) девятиводного на экструдаты углерода. После этого экструдаты были высушены в течение ночи в вакууме при температуре 40°С. После снятия вакуума 35 г пропитанных железом углеродных экструдатов были помещены в фильтр с неподвижным слоем и подвергнуты нагреванию со скоростью 5°С/мин до температуры 800°С в потоке азота, расход которого составлял 400 мл/мин. После поддержания постоянной температуры в течение 3 час материал был охлажден до комнатной температуры с медленным добавлением воздуха для стабилизации приготовленного образца. Выход составил 22 г экструдатов технического углерода. Характер микропористой структуры образца и присутствие в нем графита определялись путем измерения адсорбции N2 и с помощью дифракционного рентгеновского анализа, соответственно.
Производились такие же анализы, что и для образца 1; результаты анализов приведены в таблице 2 ниже.
На фиг. 3 приведен t-график, а на фиг. 4 - дифрактограмма для образца 2.
Образец 2а: Кислотная обработка экструдатов образца 2
5,0 г образца 2 были обработаны с помощью 15 мл соляной кислоты 4М при перемешивании в течение 2 час, затем отфильтрованы и снова обработаны 10 мл 4М НСl. Затем образцы были отфильтрованы, промыты водой и оставлены на ночь для просушки при температуре 110°С. Выход составил 4,2 г экструдатов технического углерода. Анализы производились те же самые, что и для образца 1, и их результаты приведены в таблице 2а ниже.
t-график для образца 2а приведен на фиг. 5.
На фиг. 6 показана дифрактограмма образцов 1, 2 и 2а (см. фиг. 6, полужирная черная линия, обычная черная линия и серые крестики, соответственно).
Дифрактограммы образцов 2 и 2а показывают, что железо может быть удалено из железосодержащих экструдатов (образец 2) с помощью кислотной обработки, без оказания влияния на содержание графита (см. фиг. 6, пик на значении 26 шкалы угла рассеяния 20). Элементный анализ подтвердил, что кислотная обработка обеспечивает удаление более 95% по весу железа (см. таблицу 2 и 2а). Кроме того, поровая структура подвергнутых кислотной обработке экструдатов (образец 2а) была аналогична поровой структуре железосодержащих экструдатов (образец 2), как видно на фиг. 3 и 5, а также из таблицы 2 и 2а.
Образец 3: Нитрат железа(III) девятиводный/1000°С/3 часа
Подготовка образца 3 производилась по той же технологии, что и для образца 2, за исключением того, что использовались 150 г экструдатов активированного угля и 140 мл 58% по весу раствора нитрата железа(III) девятиводного. Кроме того, термическая обработка проводилась при температуре 1000°С вместо 800°С. Выход составил 21 г экструдатов технического углерода. Характер микропористой структуры образца и присутствие в нем графита определялись путем измерения адсорбции N2 и с помощью дифракционного рентгеновского анализа, соответственно.
Для образца 3 были проведены те же самые анализы, что и для предыдущих образцов; результаты анализов приведены в таблице 3 ниже.
t-график и дифрактограмма образца 3 приведены на фиг. 7 и 8, соответственно. Кроме того, количество графита в образце 3 определялось с помощью дифракционного рентгеновского анализа в сочетании с программным обеспечением PONKCS ("Частичное содержание или отсутствие кристаллических структур", предоставляется компанией Bruker AXS, Karlsruhe, DE в соответствии с методом, раскрываемым в документе N.V.Y. Scarlett, I.С. Madsen, Powder Diffraction 21(2006)278-284). Определенное количество графитизированного углерода в образце 3 составило 37% по весу.
На фиг. 9 показаны дифрактограммы образцов 1-3 (см. фиг. 9, полужирная черная линия, обычная черная линия и серая линия, соответственно).
Дифрактограммы образцов 2 и 3 показывают, что повышение температуры пиролиза приводит к увеличению содержания графитизированного углерода (см. фиг. 9, пик на значении 26 шкалы угла рассеяния 2Θ).
Образец 4: Ферромагнитные углеродные гранулы/800°С/3 часа
Подготовка образца 4 производилась по той же технологии, что и для образца 2, за исключением того, что вместо экструдатов использовали 50 г углеродных гранул (производства компании (Barnebey & Sutcliffe, 208-С, размер 4×8) и 47 мл 58% по весу раствора нитрата железа(III) девятиводного. Выход составил 21 г гранул технического углерода. Характер микропористой структуры образца и присутствие в нем графита определялись путем измерения адсорбции N2 и с помощью дифракционного рентгеновского анализа, соответственно.
В таблице 4 показаны результаты анализов образца 4, аналогичные анализам для образца 1, за исключением того, что измерение БПР не производилось.
t-график и дифрактограмма образца 4 приведены на фиг. 10 и 11, соответственно.
Образец 4а: Кислотная обработка гранул образца 4
5,0 г образца 4 были обработаны с помощью 15 мл соляной кислоты 4М при перемешивании в течение 2 час, затем отфильтрованы и снова обработаны 10 мл 4М НСl. Затем образцы были отфильтрованы, промыта водой и оставлены на ночь для просушки при температуре 110°С. Выход составил 3.9 г гранул технического углерода. Производились те же анализы, что и для образца 1; результаты анализов приведены в таблице 4а ниже.
t-график для образца 4а приведен на фиг. 12.
На фиг. 13 показаны дифрактограммы образцов 1, 4 и 4а (см. фиг. 12, полужирная черная линия, серая линия и обычная черная линия, соответственно).
Дифрактограммы образцов 2 и 4а показывают, что железо может быть удалено из железосодержащих гранул (образец 4) с помощью кислотной обработки, без оказания влияния на содержание графита (см. фиг. 13, пик на значении 26 шкалы угла рассеяния 2Θ). Элементный анализ подтвердил также, что с помощью кислотной обработки было удалено более 90% по весу железа (см. таблицу 4 и 4а). Аналогично образцу 2а, поровая структура обработанных кислотой гранул (образец 4а) не претерпела значительных изменений по сравнению с поровой структурой железосодержащих гранул (образец 4). Определенная БЭТ-методом площадь поверхности обработанных кислотой гранул (образец 4а) значительно увеличилась по сравнению с железосодержащими гранулами образец 4).
Образец 5: Цитрат железа(III) аммония/пропитка/800°С/3 часа
Приготовление ферромагнитных углеродных тел согласно настоящему изобретению производилась путем напыления 5,1 мл раствора цитрата железа(III) аммония (300,3 г цитрата железа(III) аммония, растворенного в 250 г деминерализованной воды) на 25,1 г экструдатов активированного угля (углерод производства компании JEC, 1,8 мм гранулированного активированного угля SHIRASAGI С2×8/12 из скорлупы кокосового ореха) с помощью пульверизатора. Сушка образцов производилась в течение 45 минут в печи при температуре 110°С при стандартном давлении окружающей среды (около 760 мм рт.ст.). Затем 5,5 мл раствора цитрата железа(III) аммония были нанесены на углеродные экструдаты путем напыления. Сушка образцов выполнялась в течение ночи в печи при температуре 110°С при стандартном давлении окружающей среды. Свободные частицы были впоследствии удалены путем просеивания. После этого пропитанные сферы были подвергнуты пиролизу путем термообработки в неподвижной азотной атмосфере в кварцевом реакторе (трубная печь 21100 компании Thermolyne). Скорость нагрева составляла 5°С/мин, и сферы выдерживались при температуре 800°С в течение 3 часов.
На фиг. 14 показано электронное изображение при обратном рассеянии среза полученного ферромагнитного углеродного тела, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа XL30 SFEG компании Philips, использующего электронный луч 20 кВ. На фиг. 15 показаны результаты элементного анализа с помощью энергодисперсионного рентгеновского излучения в направлении по стрелке, показанной на фиг. 14, которые показывают, что частицы железа присутствуют только на внешней кромке ферромагнитного углеродного тела.
Образец 6: Цитрат железа(III) аммония/погружение/800°С/3 часа
Приготовление ферромагнитных углеродных тел согласно настоящему изобретению производилась путем погружения 25 г экструдатов активированного угля (углерод производства компании JEC, 1,8 мм гранулированного активированного угля SHIRASAGI С2×8/12 из скорлупы кокосового ореха) на 1 минуту в 200 мл раствора цитрата железа(III) аммония (300,3 г цитрата железа(III) аммония, растворенного в 250 г деминерализованной воды). Воду из образцов удалили, а образцы высушили. Сушка образцов выполнялась в течение ночи в печи при температуре 110°С при стандартном давлении окружающей среды (около 760 мм рт.ст.). Свободные частицы были впоследствии удалены путем просеивания. Затем пропитанные сферы были подвергнуты пиролизу путем термообработки в неподвижной азотной атмосфере в кварцевом реакторе (трубная печь 21100 компании Thermolyne). Скорость нагрева составляла 5°С/мин, и сферы выдерживались при температуре 800°С в течение 3 часов.
На фиг. 16 показано электронное изображение при обратном рассеянии среза полученного ферромагнитного углеродного тела, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа XL30 SFEG компании Philips, использующего электронный луч 20 кВ. На фиг. 17 показаны результаты элементного анализа с помощью энергодисперсионного рентгеновского излучения в направлении по стрелке, показанной на фиг. 16, которые подтверждают, что частицы железа присутствуют только на внешней кромке ферромагнитного углеродного тела.
Claims (18)
1. Ферромагнитное углеродное тело, содержащее частично графитизированный активированный уголь и металлические частицы по меньшей мере одного ферромагнитного металла; выбранного из группы, состоящей из железа, никеля, кобальта и/или их сплавов, а также их комбинаций, где размер указанного тела составляет от 100 нм до 20 мм, вычисленная БЭТ-методом площадь поверхности данного ферромагнитного углеродного тела составляет от 300 до 1000 м2/г, общий объем пор составляет от 0,1 до 0,6 мл/г, и средний диаметр пор составляет от 3 до 8 нм,
где указанное ферромагнитное углеродное тело содержит 10-70% по весу графитизированного углерода.
2. Ферромагнитное углеродное тело по п. 1, в котором металлические частицы полностью инкапсулированы графитизированным углеродом.
3. Ферромагнитное углеродное тело по п. 1, дополнительно содержащее на поверхности частицы каталитически активных металлов и/или оксидов металлов.
4. Ферромагнитное углеродное тело по п. 1, дополнительно содержащее полимер.
5. Ферромагнитное углеродное тело по п. 1, дополнительно содержащее углеродные нанотрубки и/или углеродные нановолокна.
6. Способ производства ферромагнитного углеродного тела по предыдущим пунктам, включающий в себя пропитку активированного угля водным раствором нелетучего металлосодержащего соединения, выбранного из группы, состоящей из соединений железа, никеля, кобальта и/или их сплавов, а также их комбинаций, высушивание пропитанного активированного угля и пиролиз высушенного пропитанного активированного угля в атмосфере инертного газа при температуре от 800°С до 1000°С, посредством чего обеспечивается восстановление металлосодержащего соединения до соответствующего металла, где указанное ферромагнитное углеродное тело содержит 10-70% по весу графитизированного углерода и где размер указанного тела составляет от 100 нм до 20 мм, вычисленная БЭТ-методом площадь поверхности данного ферромагнитного углеродного тела составляет от 300 до 1000 м2/г, общий объем пор составляет от 0,1 до 0,6 мл/г, и средний диаметр пор составляет от 3 до 8 нм.
7. Способ производства ферромагнитного углеродного тела по п. 1, где размер указанного тела составляет от 100 нм до 20 мм, где способ включает смешивание порошка активированного угля с порошком нелетучего металлосодержащего соединения, выбранного из группы, состоящей из соединений железа, никеля, кобальта и/или их сплавов, а также их комбинаций, формование тела из полученного смешанного порошка и пиролиз формованного тела в инертной атмосфере при температуре от 800°С до 1000°С, чем обеспечивается восстановление металлосодержащего соединения до соответствующего металла,
где указанное ферромагнитное углеродное тело содержит 10-70% по весу графитизированного углерода и где размер указанного тела составляет от 100 нм до 20 мм, вычисленная БЭТ-методом площадь поверхности данного ферромагнитного углеродного тела составляет от 300 до 1000 м2/г, общий объем пор составляет от 0,1 до 0,6 мл/г, и средний диаметр пор составляет от 3 до 8 нм.
8. Способ по п. 6 или 7, отличающийся тем, что металлосодержащее соединение представляет собой нитрат железа(III) или цитрат железа(III) аммония.
9. Способ по п. 6 или 7, отличающийся тем, что после стадии пиролиза осуществляют контактирование ферромагнитного углеродного тела с потоком газа, содержащего водород и углеродосодержащее соединение, выбранное из группы, включающей бензол, толуол, оксид углерода, низшие алканы, алкены, спирты, алкины и их комбинации при температуре >800°С.
10. Способ по п. 6 или 7, отличающийся тем, что полимер адсорбируется на графитовой поверхности ферромагнитного углеродного тела.
11. Способ по п. 6 или 7, отличающийся тем, что ферромагнитное углеродное тело, предпочтительно содержащее ферромагнитные частицы, полностью инкапсулированные слоями графитизированного углерода, дополнительно загружают каталитически активными частицами металла или оксида металла.
12. Ферромагнитное углеродное тело, содержащее частично графитизированный активированный уголь и металлические частицы по меньшей мере одного ферромагнитного металла, получаемое с помощью способа по пп. 6-11.
13. Способ производства углеродного тела, представляющего собой частично графитизированный активированный уголь, включающий введение ферромагнитного углеродного тела по пп. 1-5 или 12 в контакт с кислотой для растворения частиц металла и последующую промывку обработанного кислотой ферромагнитного углеродного тела в жидкости для удаления растворенных частиц металла.
14. Углеродное тело, содержащее частично графитизированный активированный уголь, получаемый с помощью способа по п. 13.
15. Применение ферромагнитного углеродного тела по пп. 1-5 или углеродного тела по п. 14 в качестве адсорбента, носителя катализатора, катализатора при очистке воды или в области электрохимии.
16. Катализатор, подходящий для использования в производстве олефинов путем гидрирования оксида углерода, содержащий ферромагнитное углеродное тело по п. 1.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP12197061 | 2012-12-13 | ||
EP12197061.0 | 2012-12-13 | ||
PCT/IB2013/060863 WO2014091447A1 (en) | 2012-12-13 | 2013-12-12 | Carbon bodies and ferromagnetic carbon bodies |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015128060A RU2015128060A (ru) | 2017-01-16 |
RU2641124C2 true RU2641124C2 (ru) | 2018-01-16 |
Family
ID=47355900
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015128060A RU2641124C2 (ru) | 2012-12-13 | 2013-12-12 | Углеродные тела и ферромагнитные углеродные тела |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9579635B2 (ru) |
EP (1) | EP2932513B1 (ru) |
JP (1) | JP6042560B2 (ru) |
KR (1) | KR101724979B1 (ru) |
CN (1) | CN105164766B (ru) |
AR (1) | AR093986A1 (ru) |
AU (1) | AU2013358592B2 (ru) |
BR (1) | BR112015013859B1 (ru) |
DK (1) | DK2932513T3 (ru) |
RU (1) | RU2641124C2 (ru) |
TW (1) | TWI641002B (ru) |
WO (1) | WO2014091447A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2791238C1 (ru) * | 2021-12-01 | 2023-03-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН) | Пористый углеродный материал и способ его получения |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11253839B2 (en) | 2014-04-29 | 2022-02-22 | Archer-Daniels-Midland Company | Shaped porous carbon products |
AU2015253175A1 (en) | 2014-04-29 | 2016-09-29 | Archer-Daniels-Midland Company | Carbon black based shaped porous products |
RU2593392C1 (ru) * | 2015-06-03 | 2016-08-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-петербургский политехнический университет Петра Великого" ФГАОУ ВО "СПбПУ" | Способ получения ферромагнитной жидкости |
US10722867B2 (en) | 2015-10-28 | 2020-07-28 | Archer-Daniels-Midland Company | Porous shaped carbon products |
US10464048B2 (en) | 2015-10-28 | 2019-11-05 | Archer-Daniels-Midland Company | Porous shaped metal-carbon products |
JP6642916B2 (ja) * | 2016-02-09 | 2020-02-12 | 太平洋セメント株式会社 | フライアッシュの活性度指数予測方法、およびフライアッシュ混合セメントの製造方法 |
EP3454984A4 (en) * | 2016-05-11 | 2019-12-18 | BASF Corporation | CATALYTIC COMPOSITION COMPRISING A MAGNETIC MATERIAL SUITABLE FOR INDUCTION HEATING |
TWI641698B (zh) * | 2017-12-12 | 2018-11-21 | 國立清華大學 | 適用於高溫的磁感測瓷金材料 |
CN110026050B (zh) * | 2019-01-14 | 2021-07-09 | 广州华芳烟用香精有限公司 | 一种Fe基蚕沙生物炭对苯乙醇的吸附缓释方法 |
CN111111612B (zh) * | 2019-12-19 | 2022-06-03 | 燕山大学 | 一种去除水中铬的磁性多孔生物炭的制备和使用方法 |
CN113680322B (zh) * | 2021-09-03 | 2024-01-30 | 中国科学院城市环境研究所 | 一种铁磁性碳基复合材料及其制备方法与应用 |
CN114436258B (zh) * | 2022-04-08 | 2022-07-01 | 中国科学院生态环境研究中心 | 一种针对土霉味物质去除的石墨化多孔碳制备方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010098668A2 (en) * | 2009-02-27 | 2010-09-02 | Basf Se | Process for the preparation of metal-carbon containing bodies |
WO2010109216A1 (en) * | 2009-03-26 | 2010-09-30 | Johnson Matthey Plc | Method for producing a supported metal nitrate |
US20100291167A1 (en) * | 2008-09-29 | 2010-11-18 | Sony Corporation | Porous carbon material composites and their production process, adsorbents, cosmetics, purification agents, and composite photocatalyst materials |
EP2383374A1 (en) * | 2010-04-29 | 2011-11-02 | BASF Corporation | Nano-particles containing carbon and a ferromagnetic metal or alloy |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE631220A (ru) | 1962-04-20 | |||
US3388077A (en) | 1963-04-01 | 1968-06-11 | Universal Oil Prod Co | Catalyst for treatment of combustible waste products |
US4206020A (en) | 1966-05-24 | 1980-06-03 | National Research Development Corporation | Electrochemical process using a fluidized electrode |
US4176038A (en) | 1974-07-11 | 1979-11-27 | Westinghouse Electric Corp. | Water purification method and apparatus |
NL8502992A (nl) | 1985-11-01 | 1987-06-01 | Dow Chemical Nederland | Werkwijze voor het beladen van een gevormd dragermateriaal met een katalytisch actief materiaal of met een precursor van een katalytisch actief materiaal en gevormde katalysator verkregen onder toepassing van de werkwijze. |
RU1836145C (ru) * | 1991-02-04 | 1993-08-23 | Николай Федорович Федоров | Способ получени палладиевого катализатора |
JPH05139712A (ja) * | 1991-11-19 | 1993-06-08 | Koa Oil Co Ltd | 導電性多孔質炭素材の製造方法 |
JP3709267B2 (ja) * | 1997-02-26 | 2005-10-26 | エア・ウォーター株式会社 | メソポアカーボンおよびその製造方法 |
JP2000107598A (ja) * | 1998-09-30 | 2000-04-18 | Honda Motor Co Ltd | 高導電性活性炭及びその製造方法 |
US6843919B2 (en) * | 2002-10-04 | 2005-01-18 | Kansas State University Research Foundation | Carbon-coated metal oxide nanoparticles |
DE602005010747D1 (de) * | 2005-01-13 | 2008-12-11 | Cinv Ag | Kohlenstoffnanopartikel enthaltende verbundwerkstoffe |
JP4963616B2 (ja) * | 2006-03-23 | 2012-06-27 | Jx日鉱日石エネルギー株式会社 | 炭化水素油中の微量成分を除去する吸着剤及びその製造方法 |
DE102006022866A1 (de) | 2006-05-16 | 2007-11-22 | Glatt Systemtechnik Gmbh | Kohlenstoff-Granulat, Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung |
CN101642708B (zh) * | 2008-08-08 | 2011-11-30 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种非贵金属催化剂及其制备和应用 |
EP2224045A1 (en) | 2009-02-27 | 2010-09-01 | Basf Se | Process for producing carbon nanofibres and/or carbon nanotubes |
JP5610900B2 (ja) * | 2009-07-28 | 2014-10-22 | 新日鐵住金株式会社 | Ft合成用触媒の製造方法、及び当該触媒を用いた炭化水素の製造方法 |
KR101157382B1 (ko) * | 2009-12-24 | 2012-06-20 | 서울대학교산학협력단 | 질소를 포함한 자성 탄소나노입자의 제조방법과 중금속 흡착제로서의 응용 |
CN102110506B (zh) * | 2010-11-17 | 2013-01-09 | 安徽工业大学 | 一种碳基磁性介孔复合微球及其制备方法 |
-
2013
- 2013-12-12 AU AU2013358592A patent/AU2013358592B2/en active Active
- 2013-12-12 KR KR1020157018238A patent/KR101724979B1/ko active IP Right Grant
- 2013-12-12 JP JP2015547247A patent/JP6042560B2/ja active Active
- 2013-12-12 DK DK13826613.5T patent/DK2932513T3/da active
- 2013-12-12 WO PCT/IB2013/060863 patent/WO2014091447A1/en active Application Filing
- 2013-12-12 US US14/651,937 patent/US9579635B2/en active Active
- 2013-12-12 CN CN201380072544.2A patent/CN105164766B/zh active Active
- 2013-12-12 RU RU2015128060A patent/RU2641124C2/ru active
- 2013-12-12 EP EP13826613.5A patent/EP2932513B1/en active Active
- 2013-12-12 BR BR112015013859-4A patent/BR112015013859B1/pt active IP Right Grant
- 2013-12-13 TW TW102146023A patent/TWI641002B/zh active
- 2013-12-13 AR ARP130104703A patent/AR093986A1/es active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100291167A1 (en) * | 2008-09-29 | 2010-11-18 | Sony Corporation | Porous carbon material composites and their production process, adsorbents, cosmetics, purification agents, and composite photocatalyst materials |
WO2010098668A2 (en) * | 2009-02-27 | 2010-09-02 | Basf Se | Process for the preparation of metal-carbon containing bodies |
WO2010109216A1 (en) * | 2009-03-26 | 2010-09-30 | Johnson Matthey Plc | Method for producing a supported metal nitrate |
EP2383374A1 (en) * | 2010-04-29 | 2011-11-02 | BASF Corporation | Nano-particles containing carbon and a ferromagnetic metal or alloy |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2791238C1 (ru) * | 2021-12-01 | 2023-03-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН) | Пористый углеродный материал и способ его получения |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US9579635B2 (en) | 2017-02-28 |
JP2015536901A (ja) | 2015-12-24 |
CN105164766B (zh) | 2019-02-01 |
US20150328621A1 (en) | 2015-11-19 |
DK2932513T3 (da) | 2020-07-27 |
BR112015013859A2 (pt) | 2017-07-11 |
AR093986A1 (es) | 2015-07-01 |
AU2013358592A1 (en) | 2015-07-02 |
AU2013358592B2 (en) | 2016-12-22 |
EP2932513A1 (en) | 2015-10-21 |
TWI641002B (zh) | 2018-11-11 |
KR101724979B1 (ko) | 2017-04-07 |
KR20150102036A (ko) | 2015-09-04 |
BR112015013859B1 (pt) | 2021-11-30 |
JP6042560B2 (ja) | 2016-12-14 |
TW201438035A (zh) | 2014-10-01 |
RU2015128060A (ru) | 2017-01-16 |
EP2932513B1 (en) | 2020-04-22 |
WO2014091447A1 (en) | 2014-06-19 |
CN105164766A (zh) | 2015-12-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2641124C2 (ru) | Углеродные тела и ферромагнитные углеродные тела | |
Zhao et al. | Controlled synthesis and photocatalysis of sea urchin-like Fe 3 O 4@ TiO 2@ Ag nanocomposites | |
Abbasi et al. | Effect of carbonization temperature on adsorption property of ZIF-8 derived nanoporous carbon for water treatment | |
Cai et al. | A 2D-g-C3N4 nanosheet as an eco-friendly adsorbent for various environmental pollutants in water | |
Pan et al. | Self-adjusted bimetallic zeolitic-imidazolate framework-derived hierarchical magnetic carbon composites as efficient adsorbent for optimizing drug contaminant removal | |
Sun et al. | Elaborate design of polymeric nanocomposites with Mg (ii)-buffering nanochannels for highly efficient and selective removal of heavy metals from water: case study for Cu (ii) | |
Shi et al. | Palygorskite supported BiVO4 photocatalyst for tetracycline hydrochloride removal | |
Moreno-Castilla et al. | Carbon materials as adsorbents for the removal of pollutants from the aqueous phase | |
RU2386468C2 (ru) | Водные фильтры и способы, включающие в себя активированные углеродные частицы и поверхностные углеродные нановолокна | |
US8372781B2 (en) | Carbon catalyst and use thereof | |
Zhang et al. | Pd and Pt nanoparticles supported on the mesoporous silica molecular sieve SBA-15 with enhanced activity and stability in catalytic bromate reduction | |
KR20120021993A (ko) | 산화철 나노 입자를 포함하는 메조포러스 카본의 제조방법 | |
He et al. | Synthesis and lead absorption properties of sintered activated carbon supported zero-valent iron nanoparticle | |
El-Khatib et al. | Synthesized silver carbon nanotubes and zinc oxide nanoparticles and their ability to remove methylene blue dye | |
Chi et al. | Manganese oxides activated peroxymonosulfate for ciprofloxacin removal: effect of oxygen vacancies and chemical states | |
Saputra et al. | High performance magnetic carbonaceous materials as a photo Fenton-like catalyst for organic pollutant removal | |
Wahab et al. | A novel approach to remove ofloxacin antibiotic from industrial effluent using magnetic carbon nanocomposite prepared from sawdust of Dalbergia sissoo by batch and membrane hybrid technology | |
JP2006056750A (ja) | 多孔質炭素材料およびその製造方法 | |
Jiang et al. | Spatial self-confinement of heterogeneous metallic CoX (X= Cu, Ni, Fe) within laminated porous carbon assemblies to efficiently activate peroxymonosulfate for tetracycline destruction | |
KR20180098709A (ko) | 유기금속계 커플링제를 사용한 금속-활성탄 복합체, 이의 제조 방법, 및 이를 사용한 흡장분해촉매 | |
Wang et al. | Removal of lead from aqueous solution by synergistic interaction between LiCoO2 and tourmaline: Synthesis, characterization and mechanism investigation | |
Liu et al. | Probing nanocolumnar silver nanoparticle/zinc oxide hierarchical assemblies with advanced surface plasmon resonance and their enhanced photocatalytic performance for formaldehyde removal | |
KR20030028325A (ko) | 나노입자상의 광촉매가 담지된 활성탄의 제조방법 | |
Udayasoorian et al. | Carbon supported Zero Valent Iron nanoparticles for treating PCP in Pulp and Paper mill effluent | |
Darabdhara et al. | Metal Oxide-Biochar Nanocomposites for the Effective Removal of Environmental Contaminants |