Abstract: Асфальт является побочным продуктом нефтепереработки, его получают из густого тяжелого остатка, который остается после выделения горюче-смазочных материалов. Химический состав асфальта чрезвычайно сложный, он представляет собой смесь, основными составляющими которой являются асфальтены, насыщенные соединения и ароматические углеводороды [1]. Сегодня, асфальт производится в чрезвычайно большом количестве, и имеет невысокую стоимость. Содержание углерода в асфальте, как правило, выше, чем во многих других известных предшественниках. Указанное свойство способствует производству углеродных материалов с высоким выходом. Известны работы, в которых авторы сообщают о получении пористых углеродных материалов с высокой площадью поверхности из нефтяных асфальтов методом термохимической активации [2, 3]. Доклад посвящен установлению влияния соотношения Асфальт/KOH на морфологию и текстуру пористого углерода. Образцы синтезировали по двум методикам. Методика 1. Асфальт смешивали с KOH в соотношении 1:2, 1:3, 1:4 по массе. Смесь нагревали в керамической капсуле, установленной в печи горизонтально в течение 1 часа в потоке Ar, скорость подъема температуры 5 °C/мин. Затем образец промывали дистиллированной водой до pH 7, сушили в сушильном шкафу при 130 °C, 5 часов. Методика 2. Асфальт нагревали до температуры 450 °C в Ar, скорость подъема температуры 5 °C/мин, продолжительность термообработки варьировали и фиксировали потерю массы. Таким образом, была синтезирована серия образцов, представляющая собой термообработанный асфальт с потерей массы от 0 до 78% мас. Дальнейший синтез пористого углерода проходил согласно методике №1. В результате для первой серии образцов эффект от увеличения соотношения Асфальт/KOH от 1:2 до 1:4 не обнаружен, все текстурные характеристики находятся на одном уровне (SBET≈1100 м2/г, Vадс≈0.56см3/г, Vмикро≈0.40см3/г). Мы предполагаем, что разные температуры плавления асфальта (100оС) и гидроксида калия (405оС) приводят к расслоению компонентов. Проведение предварительной термообработки асфальта при температуре 450°C позволяет удалить летучие соединений с низкой молекулярной массой, снизить текучесть. Текстурные характеристики углеродных образцов, полученных термохимической активацией из термообработанного асфальта приведены в таблице. Видно, что с увеличением концентрации гидроксида калия возрастают текстурные характеристики. Стадия предварительной термообработки асфальта является необходимой для получения пористых углеродов с развитой текстурой. Таблица 1. Текстурные характеристики углеродных образцов. Соотношение Асфальт/КОН SBET, м2 /г Vадс, см3 /г Vмикро, см3/г 1/2 1444 0,67 0,56 1/3 1610 0,76 0,62 1/4 1971 0,97 0,77 В докладе приводятся данные о влиянии соотношения Асфальт/КОН на морфологию углеродных образцов и их распределение пор по размерам. Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ в рамках государственного задания Института Катализа СО РАН (проект АААА-А21-121011890076-8).

Cite: Горбунова О.В. , Бакланова О.Н. , Гуляева Т.И. , Тренихин М.В. , Лавренов А.В.
Применение щелочной обработки асфальта для получения пористых углеродных материалов
11-я международная научно-техническая конференция "Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства" 24-27 февр. 2021