ekipЭкология и промышленность РоссииEcology and Industry of Russia1816-03952413-6042ООО "Калвис"10.18412/1816-0395-2022-9-4-9ekip-2170Research ArticleНАУЧНЫЕ РАЗРАБОТКИSCIENTIFIC DEVELOPMENTSПолучение активированных углей из гидролизного лигнина с использованием отходов стадии карбонизацииObtaining Activated Carbons from Hydrolysed Lignin Using Waste Products of the Carbonization ProcessСамонинВ.В.SamoninV.V.

д-р техн. наук, зав. кафедрой

Dr. Sci. (Eng.), Head of Department

podpiska@kalvis.ruСпиридоноваЕ.А.SpiridonovaE.A.

канд. техн. наук, доцент

Dr. Sci. (Eng.), Associate Professor

podpiska@kalvis.ruПодвязниковМ.Л.PodvyaznikovM.L.

д-р техн. наук, профессор

Dr. Sci. (Eng.), Professor

podpiska@kalvis.ruХрыловаЕ.Д.KhrylovaE.D.

зав. учебной лабораторией

Head of University Laboratory

podpiska@kalvis.ruХохлачевС.П.KhokhlachevS.P.

инженер

Engineer

podpiska@kalvis.ruКлищевскаяЛ.С.KlischevskayaL.S.

студент

Student

podpiska@kalvis.ruСанкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)РоссияSaint-Petersburg State Institute of Technology (Technical University)Russian Federation20220609202226949Copyright © ООО "Калвис", 20222022ООО "Калвис"ООО "Калвис"https://www.ecology-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.ecology-kalvis.ru/jour/article/view/2170

Рассмотрена возможность получения активированного угля из отхода 3-го класса опасности – гидролизного лигнина. Показана возможность получения микропористых, механически прочных углеродных сорбентов на основе лигнина с использованием отходов стадии карбонизации. Оценена зависимость параметров пористой и, в том числе, микропористой структуры активированных углей на основе лигнина от технологических характеристик процессов их получения. Продемонстрировано влияние введения в исходное сырье малых количеств неорганических добавок на пористую структуру и адсорбционные свойства полученных активированных углей на примере фосфорной кислоты. Выявлено воздействие прогрессирующей активации на объемы характерных видов пор. Установлена оптимальная степень обгара для активированных углей из данного вида сырья, позволяющая получать сорбент с развитым объемом микропор и механической прочностью, не уступающими промышленно выпускаемым активированным углям.

Consideration has been given to obtain activated carbon from waste products of hazard class III which is hydrolyzed lignin. The possibility of obtaining microporous tenacious carbon sorbents based on lignin using waste products from the carbonization process was demonstrated. The dependence of the parameters of porous and microporous structures of activated carbons based on lignin on the technological features of the production process was assessed. Illustration of effect of introducing small amounts of inorganic additives into the feedstock using phosphoric acid as an example on the porous structure and adsorption properties of the resulting activated carbons. The influence of advanced activation on the number of specific pores was demonstrated. The burning optimal degree of activated carbons from a specific raw material was identified to obtain a sorbent with a developed micropore structure and tenacity equal to the commercial activated carbons.

лигнинотходыактивированный угольпористая структурасорбцияligninwaste productsactivated carbonporous structuresorptionReferencesZevallos Torres L.A., Lorenci Woiciechowski A., de Andrade Tanobe V.O., Karp S.G., Guimarгes Lorenci L.C., Faulds C., Soccol C.R. Lignin as a potential source of high-added value compounds. Journal of Cleaner Production. 2020. N 263. P. 121499. doi:10.1016/j.jclepro.2020.121499.Zevallos Torres L.A., Lorenci Woiciechowski A., de Andrade Tanobe V.O., Karp S.G., Guimarгes Lorenci L.C., Faulds C., Soccol C.R. Lignin as a potential source of high-added value compounds. Journal of Cleaner Production. 2020. N 263. P. 121499. doi:10.1016/j.jclepro.2020.121499.Судакова И.Г., Левданский А. В., Кузнецов Б.Н. Методы химической и термохимической переработки гидролизного лигнина. Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Химия. 2021. Т. 14. № 2. С. 263—275. DOI 10.17516/1998-2836-0236.Судакова И.Г., Левданский А. В., Кузнецов Б.Н. Методы химической и термохимической переработки гидролизного лигнина. Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Химия. 2021. Т. 14. № 2. С. 263—275. DOI 10.17516/1998-2836-0236.Цветков М.В., Салганский Е.А. Лигнин: направления использования и способы утилизации (обзор). Журнал прикладной химии. 2018. Т. 91. № 7. С. 988—997. DOI 10.1134/S0044461818070095.Цветков М.В., Салганский Е.А. Лигнин: направления использования и способы утилизации (обзор). Журнал прикладной химии. 2018. Т. 91. № 7. С. 988—997. DOI 10.1134/S0044461818070095.Котеленец А.И., Войтович А.М., Наджарян Л.А. Афонин В.Ю., Гомолко Т.Н., Конева И.И. Гигиеническая оценка гидролизного лигнина с использованием альтернативных тест-моделей. Гигиена и санитария. 2007. № 2. С. 70—71.Котеленец А.И., Войтович А.М., Наджарян Л.А. Афонин В.Ю., Гомолко Т.Н., Конева И.И. Гигиеническая оценка гидролизного лигнина с использованием альтернативных тест-моделей. Гигиена и санитария. 2007. № 2. С. 70—71.Чистяков А.В., Цодиков М.В. Методы синтеза углеродных сорбентов из лигнина (обзор). Журнал прикладной химии. 2018. Т. 91. № 7. С. 949—967. DOI 10.1134/S0044461818070058.Чистяков А.В., Цодиков М.В. Методы синтеза углеродных сорбентов из лигнина (обзор). Журнал прикладной химии. 2018. Т. 91. № 7. С. 949—967. DOI 10.1134/S0044461818070058.Коновалова Н.А., Дабижа О.Н., Панков П.П., Руш Е.А. Утилизация гидролизного лигнина в составах цементогрунтов. Экология и промышленность России. 2019. Т. 23. № 11. С. 32—37. DOI 10.18412/1816-0395-2019-11-32-37.Коновалова Н.А., Дабижа О.Н., Панков П.П., Руш Е.А. Утилизация гидролизного лигнина в составах цементогрунтов. Экология и промышленность России. 2019. Т. 23. № 11. С. 32—37. DOI 10.18412/1816-0395-2019-11-32-37.Феофилова Е.П., Мысякина И.С. Лигнин: химическое строение, биодеградация, практическое использование (обзор). Прикладная биохимия и микробиология. 2016. Т. 52. № 6. С. 559—569.Феофилова Е.П., Мысякина И.С. Лигнин: химическое строение, биодеградация, практическое использование (обзор). Прикладная биохимия и микробиология. 2016. Т. 52. № 6. С. 559—569.Рынок активированного угля в России 2016-2022 гг. Цифры, тенденции, прогноз. [Электронный ресурс]. URL: https://tk-solutions.ru/russia-rynok-aktivirovannogo-uglya (дата обращения 03.05.2022).Рынок активированного угля в России 2016-2022 гг. Цифры, тенденции, прогноз. [Электронный ресурс]. URL: https://tk-solutions.ru/russia-rynok-aktivirovannogo-uglya (дата обращения 03.05.2022).Дошлов О.И., Казарян А.С., Дошлов И.О. Новые аспекты утилизации технического гидролизного лигнина в качестве сырья для промышленного производства. Вестник Иркутского государственного технического университета. 2014. № 11(94). С. 205—211.Дошлов О.И., Казарян А.С., Дошлов И.О. Новые аспекты утилизации технического гидролизного лигнина в качестве сырья для промышленного производства. Вестник Иркутского государственного технического университета. 2014. № 11(94). С. 205—211.Тарасов С.М., Кононов Г.Н. Комплексная химическая переработка древесины. Технология лесохимических и гидролизных производств. Учеб.-метод. пособие для студентов направления подготовки 18.03.01, 18.04.01. М., ФГБОУ ВО МГУЛ, 2016. 122 с.Тарасов С.М., Кононов Г.Н. Комплексная химическая переработка древесины. Технология лесохимических и гидролизных производств. Учеб.-метод. пособие для студентов направления подготовки 18.03.01, 18.04.01. М., ФГБОУ ВО МГУЛ, 2016. 122 с.Fan L., Zhang Y., Liu S., Zhou N., Chen P., Cheng Y., Ruan R. Bio-oil from fast pyrolysis of lignin: Effects of process and upgrading parameters. Bioresource Technology. 2017. N. 241. P. 1118—1126. doi:10.1016/j.biortech 2017.05.129.Fan L., Zhang Y., Liu S., Zhou N., Chen P., Cheng Y., Ruan R. Bio-oil from fast pyrolysis of lignin: Effects of process and upgrading parameters. Bioresource Technology. 2017. N. 241. P. 1118—1126. doi:10.1016/j.biortech 2017.05.129.Idriss A., Jean-Louis D., Sylvain S., Marcel L. Pyrolysis of wood impregnated with phosphoric acid for the production of activated carbon: Kinetics and porosity development studies. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2007. N 79. Р. 101—105. DOI:10.1016/j.jaap.2006.12.016Idriss A., Jean-Louis D., Sylvain S., Marcel L. Pyrolysis of wood impregnated with phosphoric acid for the production of activated carbon: Kinetics and porosity development studies. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2007. N 79. Р. 101—105. DOI:10.1016/j.jaap.2006.12.016Mussatto S., Fernandes M., Rocha G., Уrfгo J., Teixeira J., Roberto I. Production, characterization and application of activated carbon from brewer’s spent grain lignin. Biores. Technol. 2010. N. 7. P. 2450—2457. DOI: 10.1016/j.biortech.2009.11.025.Mussatto S., Fernandes M., Rocha G., Уrfгo J., Teixeira J., Roberto I. Production, characterization and application of activated carbon from brewer’s spent grain lignin. Biores. Technol. 2010. N. 7. P. 2450—2457. DOI: 10.1016/j.biortech.2009.11.025.Новый справочник химика и технолога. Сырье и продукты промышленности органических и неорганических веществ. Часть I. СПб, "Мир и Семья", 2002. 988 с.Новый справочник химика и технолога. Сырье и продукты промышленности органических и неорганических веществ. Часть I. СПб, "Мир и Семья", 2002. 988 с.Мухин В.М., Клушин В.Н. Производство и применение углеродных адсорбентов. Учеб. пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению "Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии". М., РХТУ, 2012. 305 с.Мухин В.М., Клушин В.Н. Производство и применение углеродных адсорбентов. Учеб. пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению "Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии". М., РХТУ, 2012. 305 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.