Перспективы применения шунгита как сорбента формальдегида в композитных материалах

  • Галина Анатольевна Петухова Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, Москва
  • Татьяна Алексеевна Кулькова Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, Москва
Ключевые слова: углеродсодержащие сорбенты, шунгит, пористая структура, адсорбция, формальдегид

Аннотация

При производстве современных конструкционных материалов на основе древесины используют синтетические клеи, токсичность которых определяется наличием свободного формальдегида. Выделение свободного формальдегида из изделий может продолжаться в течение продолжительного неопределенного периода. Разработка способов снижения эмиссии формальдегида в технологии получения и при эксплуатации композиционных древесных материалов, несомненно, актуальная задача. Цель исследования: оптимизация способа повышения адсорбционно-структурных характеристик наполнителя на основе природного шунгита, исследование влияния пористой структуры углеродсодержащих адсорбентов, используемых в качестве наполнителей, на эмиссию формальдегида в древесных клееных композиционных материалах. Как наполнители исследованы шунгит, активированный уголь БАУ-7, нанодиспергированный углеродный материал Сибунит и сажа ПМ-75. Для развития пористой структуры и повышения дисперсности шунгита применялись следующие методы модифицирования шунгита: механоактивация сухим способом, активация электромагнитными полями в диапазоне 150÷800W СВЧ (ЭМП СВЧ), парогазовое активирование в различных температурных и временных режимах и химическое активирование серной кислотой. Химическое активирование проводили в растворе 2 М H2SO4 при постоянном перемешивании при температуре 97оС в течение 7.5 часов с помощью ротационного испарителя Heidolph LABOROTA 4000. Анализ текстуры и состояния поверхности материалов проводили методами равновесной адсорбции, колебательной спектроскопии, рентгеновского микроанализа (метод EDAX). Эмиссия свободного формальдегида изучалась камерным методом. Показано, что механоактивация и термоактивирование позволяют увеличить поверхность шунгита в 10-35 раз и получить образцы с высокой дисперсностью (в интервале от 90 до 40 мкм). Наиболее эффективным в качестве адсорбционного наполнителя клеевой композиции оказалось применение нанодиспергированного механоактивированного шунгита и Сибунита. Применение нанодиспергированного механоактивированного шунгита позволяет снизить эмиссию формальдегида из древесных композитных материалов до 0.040 мг/м3, что в два раза ниже нормы 0.124 мг/м3 формальдегида в воздухе.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Галина Анатольевна Петухова, Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, Москва

 к.х.н., заведующая лабораторией синтеза и исследования сорбентов ИФХЭ РАН, Москва

Татьяна Алексеевна Кулькова, Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, Москва

н.с., ИФХЭ РАН, Москва

Литература

Tsvetkov V.E., YAkun'kin A.A. Tekhno-logiya i oborudovanie. Nauch. tr., 2007, Vyp. 338, pp. 172-175.

Rusakov D.S., Varankina G.S., Chu-binskij A.N., Klei, Germetiki, Tekhnologii, 2017, No 8, pp. 16-20.

CHubinskij A.N., Varankina G.S., Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenij. Le-snoj zhurnal, 2013, No 6, pp. 67-72.

Chubinsky A., Brutyan K., Proceedings of Saint-Petersburg Forest Engineering Academy, 2009, Vol. 186, pp. 156-162.

Leonovich A.A., Rabysh A.A., Dre-vesnye plity: teoriya i praktika. 12-ya Mezhdunar. nauchnopraktich. konf., 2009, No 10, pp. 68-73.

Leonovich A.A., Sheloumov A.L., Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2010, No 2, pp. 169-176.

Varankina G.S., Chubinskij A.N., Brutyan K.G., Klei, Germetiki, Tekhnologii, 2017, No 6, pp. 12-14.

Solov'eva A,B., Rozhkova N.N., Glag-olev N.N., Zajchenko N.L. et al., Zhurn. fiz. khimii. 1999, Vol. 73, No 2, pp. 299-305.

Korolev Yu.M., Kolesnikov B.YA., Efremova S.V., Efremov S.A., Khimiya tverdogo topliva, 2000, No 2, pp. 88-92.

Krylov I.O., Lugovskaya I.G., Petu-khova G.A., Yakushina O.A., Tezisy II Mezhdunarodnoj konferentsii «Kolloid-2003», 2003, pp. 99.

Shalimov A.S., Kovalevskij V.V., Obrezkov O.N., Yaroslavtsev A.B., Neorganicheskie materialy, 2004, Vol. 40, pp. 430-434.

Polunina I.A., Vysotskii V.V., Sen-chikhin I.N., Polunin K.E. et al., Colloid J., 2017, No 2, pp. 244-249.

Dubinin M.M., Carbon, 1989, Vol. 27, No 3, pp. 457-467.

Polyakov N., Dubinin M., Kataeva L., Petukhova G., Pure Appl. Chem., 1990, Vol. 65, pp. 2189-2193

Polyakov N.S., Petukhova G.A., Zhurnal rossijskogo khimicheskogo obshchestva im. D.I. Mendeleeva, 1995, Vol. 39, No 6, pp. 7-14.

Kul'kova T.A., Averin A.A., Klyuev V.A., Buryak A.K. et al., Materialy VII vse-rossijskogo simpoziuma i SHkoly-konferentsii molodykh uchenykh «Kinetika i dinamika obmennykh protsessov», 2018, pp. 88-89.

Zatezky A. et al., Carbon, 2005, Vol. 43, pp. 1731-1742.

EN 717-1-2005. Materialy dreves-nye. Opredelenie emissii formal'degida. CHast' 1. Opredelenie emissii for-mal'degida metodom pomeshcheniya v kameru

Опубликован
2021-02-20
Как цитировать
Петухова, Г. А., & Кулькова, Т. А. (2021). Перспективы применения шунгита как сорбента формальдегида в композитных материалах. Сорбционные и хроматографические процессы, 21(1), 100-110. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2021.21/3225