Сибирский федеральный университет

В работе изучены состав и строение гидроуглей, полученных гидротермальной карбонизацией (ГТК) древесины осины, а также пористых углеродных материалов, образующихся при их термохимической активации при 800 °С с использованием KOH, Fe(NO3)3, K3[Fe(CN)6]. Методами химического и элементного анализа, ИКС, РФА и СЭМ установлено, что при повышении температуры гидротермальной карбонизации от 180 до 240 °C происходит деструкция древесных гемицеллюлоз и целлюлозы. Полученные при температурах 230 и 240 °C гидроугли состоят из так называемого псевдолигнина. На поверхности гидроуглей образуются углеродсодержащие микросферы размером 1–8 мкм, количество которых увеличивается с повышением температуры ГТК. Термическая устойчивость гидроуглей возрастает с повышением температуры их получения. Термохимическая активация гидроуглей при 800 °C с использованием KOH, Fe(NO3)3, K3[Fe(CN)6] приводит к значительному развитию пористой структуры углеродного продукта. При активации образца гидроугля, полученного при 230 °C величина удельной поверхности углеродных образцов возрастает в следующем ряду активаторов: Fe(NO3)3 (до 310 м2/г) < K3[Fe(CN)6] (до 586 м2/г) < KOH (до 1381 м2/г). На поверхности углеродного образца, полученного активацией Fe(NO3)3, равномерно распределены соединения металлического железа и карбидов железа Fe3C, а на поверхности образца, полученного активацией K3[Fe(CN)6], присутствуют оксиды железа и карбиды железа Fe3C и Fe C. Образовавшиеся на поверхности гидроуглей микросферы из псевдолигнина сохраняются и на поверхности активированных образцов в виде углеродных микросфер величиной 1–8 мкм. Железосодержащие образцы обладают магнитным гистерезисом, и величина намагниченности насыщения позволяет выделять их из жидкой среды с помощью магнита