Wetenschappers van de South Ural State University zijn bezig met de creatie van een multifunctioneel koolstofsorptiemiddel. Het materiaal kan zowel verschillende soorten schadelijke stoffen die in de industriële productie worden geproduceerd, absorberen als individuele organische stoffen selectief absorberen. Het originele sorptiemiddel kan worden gericht op de meest gevaarlijke verontreinigende stoffen, waarvan de absorptie een prioriteit voor haar zal zijn. Over dit onderwerp, een wetenschappelijk artikel is gepubliceerd in het tijdschrift Vuurvaste materialen en industriële keramiek .

Wetenschappers hebben al een koolstofabsorberend middel gepatenteerd met een selectieve werking met betrekking tot fenol - een organische stof die een toxisch effect heeft op het milieu en de menselijke gezondheid. Fenol behoort tot de tweede klasse van gevaar, gemakkelijk het lichaam binnendringen via de huid en longen, die de werking van het zenuwstelsel en het cardiovasculaire systeem nadelig beïnvloeden. De essentiële taak die wetenschappers zichzelf stellen is het ontwikkelen van materialen die, in maximale volumes, "absorberen" specifieke soorten giftige onzuiverheden die in het milieu terechtkomen.

"We zijn bezig met koolstofabsorptiemiddelen. Volgens moderne concepten, de poreuze structuur is verantwoordelijk voor hun adsorptie, d.w.z. macroporiën en microporiën van het materiaal. Als de poriegroottes relatief gelijk zijn aan de grootte van de moleculen, het materiaal zal goede sorptie-eigenschappen verkrijgen. Met andere woorden, moleculen van een schadelijke stof zullen doordringen in de structuur van het sorptiemiddel en daarin blijven. Echter, het belangrijkste probleem is dat moleculen van verschillende stoffen van vergelijkbare grootte in het ene geval wel en in het andere niet worden gesorbeerd. In aanvulling, als er in één koolstofmateriaal twee poriën van vergelijkbare grootte zijn, dan kan in een van de adsorpties van een stof optreden, maar in de andere adsorptie wordt niet waargenomen. Dit is de belangrijkste tegenstrijdigheid van de huidige theorie, " zegt Alexander Soldatov, kandidaat technische wetenschappen, assistent-professor levensveiligheid aan het Polytechnic Institute of SUSU.

Wetenschappers gaan ervan uit dat de poreuze structuur zeker de adsorptie beïnvloedt, maar de chemische structuur van het oppervlak beschouwt de belangrijkste bijdrage aan de adsorptiecapaciteit van een koolstofsorptiemiddel. Afhankelijk van de structuur van het koolstofmateriaal, het zal in ruimere of mindere mate sorptie-eigenschappen vertonen met betrekking tot een bepaalde klasse van organische verbindingen.

In dit verband, het wetenschappelijke team bestudeert verschillende sorptiemiddelen, het evalueren van hun sorptie-eigenschappen, en vervolgens de oppervlaktestructuur van het materiaal chemisch te wijzigen. Volgende, een test van het sorptiemiddel wordt uitgevoerd, met als doel na te gaan of het sorptievermogen van het materiaal is toegenomen of niet. Als volgt, de oppervlaktestructuur van het sorptiemiddel, evenals zijn porositeit, bepaalt de effectiviteit van een dergelijk materiaal bij interactie met verontreinigende stoffen.

Daten, er is geëxperimenteerd met verschillende schadelijke stoffen, inclusief fenol, polyfenolen, aldehyden, ketonen, poly, en heteroaromatische verbindingen, en anderen. Uit het onderzoek bleek dat elke klasse stoffen wordt geabsorbeerd door een sorptiemiddel met een verschillende mate van intensiteit. In dit verband, wetenschappers stellen zichzelf een andere taak.

"Onder industriële omstandigheden, een bepaalde onderneming beschikt over een bepaalde (vrij beperkte) lijst van verontreinigende stoffen. Op basis hiervan, we kunnen sorptiemiddelen produceren die selectief een bepaalde groep componenten zullen absorberen. Aangezien de capaciteit van elk sorptiemateriaal beperkt is, de prioriteit voor ons is de opname van de meest milieugevaarlijke stoffen. Als het sorptiemiddel voornamelijk sommige stoffen absorbeert en andere uitsluit, we in staat zullen zijn om effectiever schoon te maken, bijvoorbeeld, water uit de meest schadelijke onzuiverheden. Met andere woorden, we zullen in staat zijn om de selectiviteit van sorptiemiddelen te reguleren, ze genereren voor de opname van specifieke groepen stoffen "op bestelling", zei Alexander Soldatov.

Sorptieprocessen worden niet alleen gebruikt voor het oplossen van milieuproblemen, maar ook bij industriële productie. Daarom, de resultaten van de studie van koolstofabsorberende middelen kunnen zowel worden toegepast bij het beveiligen van het milieu als bij de productie van verschillende militaire en civiele producten. Het is bekend dat koolstofbinding een uitzonderlijke sterkte bezit, en koolstofmaterialen met dezelfde sterkte zijn veel lichter dan de meeste metalen. In aanvulling, koolstofvezel versterkt en versterkt veel composietmaterialen. Een andere mogelijke toepassing is de creatie van nieuwe lithiumsulfidebatterijen, die 20-30% efficiënter zal zijn dan de huidige.