СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА
METHOD OF PRODUCING SORBENT

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к способу снижения эмиссии высокотоксичного свободного мономера формальдегида из клеевой композиции на основе карбамидоформальдегидной смолы. Способ применим на предприятиях, использующих производственные материалы, содержащие токсичные соединения, и имеющие отходы, в которые входят эти соединения, том числе и на мебельных предприятиях.
Известен способ получения сорбента для аэротенков биохимической установки, выбранный в качестве прототипа, отличающийся тем, что монтмориллонитовую глину с содержанием монтмориллонита 60-70% активируют 80%-ным раствором ортофосфорной кислоты при температуре 80-90°С в течение 4 часов при соотношении по массе сорбент:ортофосфорная кислота 1:3 [Патент Ru №2333791 C1 B01J 20/12 (2006.01), C02F 1/28 (2006/01) [Текст] / Бельчинская Л.И., Козлов К.А., Бондаренко А.В., Читечан С.С; заявитель и патентообладатель ВГЛТА. - №2007124971/15; заявл. 02.07.2007; опубл. 20.09.2008. Бюл. №26]. Данный способ очистки весьма эффективен при очистки водных объектов, но не используется при адсорбции токсикантов из газовой фазы.
Изобретение решает задачу снижения загазованности органическими загрязнителями производственных помещений. Это достигается тем, что в способе получения сорбента, включающем активирование монтмориллонитовой глины, согласно изобретению глину с содержанием 95% монтмориллонита активируют в течение 30 с импульсным магнитным полем с величиной магнитной индукции 0,011 Тл и через 48 ч проводят ее тепловую обработку при 453 К в течение 1 ч.
Для определения оптимальных условий активации монтмориллонитовой глины проводили следующие исследования.
Опыт 1.
Адсорбционно-структурные характеристики активированных сорбентов зависят от исходного минерального состава природных глин.
Известно [Бельчинская Л.И. Комплекс природозащитных технологических решений при использовании лаковых композиций и смол в деревообрабатывающей промышленности. - Дисс… докт. техн. наук., - Воронеж, 1996. - 534 с.], что с увеличением содержания монтмориллонита усиливается его адсорбционная способность. Поэтому выбран образец с максимальным содержанием природного монтмориллонита. Более высокого (свыше 95%) содержания породообразующего компонента в глинах не обнаруживается. В качестве критериев оценки использовали показатели удельной поверхности (S), пористости (Р) и емкости монослоя (а).
Данные представлены в таблице 1.
Таблица 1
Содержание сорбента, %
S, м<sup>2</sup>/г
Р, %
а, мг/г
32
112,35
29,56
36,45
55
122,69
29,89
45,87
78
138,42
31,54
48,32
95
152,65
36,12
52,02
Согласно данным табл.1 наилучшими показателями по всем критериям оценки обладает глина с содержанием монтмориллонита 95%.
Опыт 2.
Определение оптимального времени обработки в импульсном магнитном поле проводилось путем оценки адсорбционных свойств активированного монтмориллонита. Полученные данные приведены в таблице 2.
Таблица 2
Время воздействия, с
Сорбционная емкость, мг/г
10
20
30
40
32,6
61,2
71,4
58,6
Увеличение адсорбционной емкости наблюдалось в интервале 10-30 с. При 40 с адсорбция формальдегида адсорбентом, модифицированным импульсным магнитным полем, снижается. Таким образом, время обработки, равное 30 с, является оптимальным для повышения эффективности сорбента.
Опыт 3.
Магнитная индукция импульсного магнитного поля (В) является основным фактором в создании нового сорбента с наилучшими показателями адсорбции. Уменьшение магнитной индукции способствует значительному активированию сорбционного материала.
Таблица 3
В, Тл
а, мг/г
0,200
12,91
0,100
55,02
0,050
60,25
0,011
71,04
0,005
64,12
Сорбционная емкость имеет максимальные значения при В=0,011 Тл.
Опыт 4.
Для усиления воздействия импульсного магнитного поля проведена термическая обработка монтмориллонитового образца. Установлен оптимальный режим термообработки образца. Результаты представлены в таблице 4.
Таблица 4
Время воздействия, ч
Температура обработки, К
398
433
453
473
0,5
46,2
47,6
48,0
47,5
1
48,6
50,0
52,4
50,23
2
47,3
48,2
49,1
49,0
Наибольшей адсорбционной способностью после проведения термической модификации обладает образец, обработанный в течение часа при 453 К.
Опыт 5.
Определено время наибольшей активации образца после действия ИМП с В=0,011 Тл. Результаты представлены в таблице 5.
Таблица 5
Сорбционная емкость, мг/г
Время после воздействия импульсного магнитного поля, ч
12
24
36
48
60
72
18,6
27,98
60,25
71,04
58,64
36,58
Максимальная сорбционная способность проявляется через 48 ч после воздействия импульсного магнитного поля.
Опыт 6.
Значения десорбции формальдегида из сорбента с 95% содержанием монтмориллонита, активированного в течение 30 с в импульсном магнитном поле с величиной магнитной индукции 0,011 Тл и через 48 ч подвергнутого тепловой обработке при 453 К в течение 1 ч, представлены в таблице 6.
Таблица 6
Десорбция, мг/г
Магнитная индукция, Тл
0,2
0,1
0,05
0,011
0,005
17,4
5,56
2,64
0
2,02
Проведение комбинированной обработки - в импульсном магнитном поле и термически во время максимального отклика на воздействие поля - наиболее эффективно при В=0,011 Тл, так как десорбционные процессы полностью отсутствуют.