CC BY
0
ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПРОДУКТЫ УДК 665.777.4
https://doi.org/10.24412/2310-8266-2024-2-14-19
Ультрапористые активированные материалы на основе игольчатого и электродного нефтяных коксов
Ведерников О.С.1, Овчинников К.А.2, Головачев В.А.3, Коровченко П.А.1, Петин А.А.4, Мележик А.В.5, Бураков А.Е. 5, Буракова И.В. 5, Ткачев А.Г.5
1 ПАО «Газпром нефть», 190000, Санкт-Петербург, Россия ORCID: http://orcid.org/0000-0003-3766-5578,
E-mail: VEDERNIKOV.OS@gazprom-neft.ru ORCID: http://orcid.org/0000-0002-3765-5209, E-mail: PK_RUS@mail.ru
2 Российский университет дружбы народов им. Патриса Лумумбы, 117198, Москва, Россия
ORCID: http://orcid.org/0000-0002-4694-2402, E-mail: K.ovchinnikoff@gmail.com
3 Санкт-Петербургский государственный технологический институт, 190013, Санкт-Петербург, Россия
ORCID: http://orcid.org/0000-0003-3766-5578, E-mail: GOLOVACHEV.VA@gazprom-neft.ru
4 Уфимский государственный нефтяной технический университет, 450064, г. Уфа, Россия
ORCID: http://orcid.org/0009-0008-4346-1401, E-mail: petin_aa@mail.ru
5 Тамбовский государственный технический университет, 392000, г. Тамбов, Россия E-mail: newcarbon@yandex.ru
ORCID: http://orcid.org/0000-0003-4871-3504,
E-mail: m-alex1983@yandex.ru
ORCID: http://orcid.org/0000-0003-0850-9365,
E-mail: iris_tamb68@mail.ru
ORCID: http://orcid.org/0000-0001-5099-9682,
E-mail: nanotam@yandex.ru
Резюме: В представленном исследовании авторами изложена разработанная методика получения ультрапористых углеродных материалов (с рекордно развитой удельной поверхностью и объемом пор) на основе различных типов нефтяных игольчатых коксов - сырого и прокаленного марки А, включающая пред-подготовку (измельчение, предактивация, окисление) и процесс щелочной активации в среде KOH. Реализация предложенной методики позволила получить образцы активированных материалов на основе указанных типов коксов, обладающие удельной поверхностью по БЭТ в диапазоне 2000-3400 м2/г, удельным объемом пор в диапазоне 1,02-1,76 см3/г (в зависимости от размера пор). Результаты проведенных исследований позволяют предположить высокую эффективность полученных активированных материалов на основе нефтяных коксов в качестве поглотителей для тонкой жидкофазной адсорбции, а также электродных материалов для емкостной деионизации воды.
Ключевые слова: кокс нефтяной игольчатый прокаленный, кокс игольчатый сырой, окисление, активация, персульфат аммония, гидроксид калия, удельная поверхность, удельный объем пор, распределение пор по размерам.
Для цитирования: Ведерников О.С., Овчинников К.А., Головачев В.А., Коровченко П.А., Петин А.А., Мележик А.В., Бураков А.Е., Буракова И.В., Ткачев А.Г. Ультрапористые активированные материалы на основе игольчатого и электродного нефтяных коксов // НефтеГазоХимия. 2024. № 2. С. 14-19. DOI:10.24412/2310-8266-2024-2-14-19
ULTRAPOROUS ACTIVATED MATERIALS BASED ON NEEDLE AND ELECTRODE PETROLEUM COKES
Vedernikov O.S.1, Ovchinnikov K.A.2, Golovachev V.A.3, Korovchenko P.A.1, Petin A.A.4, Melezhik A.V.5, Burakov A.E.5, Burakova I.V.5, Tkachev A.G.5
1 PJSC Gazprom Neft, 190000, St. Petersburg, Russia ORCID: http://orcid.org/0000-0003-3766-5578, E-mail: VEDERNIKOV.OS@gazprom-neft.ru
ORCID: http://orcid.org/0000-0002-3765-5209, E-mail: PK_RUS@mail.ru
2 Peoples' Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba, 117198, Moscow, Russia ORCID: http://orcid.org/0000-0002-4694-2402, E-mail: K.ovchinnikoff@gmail.com
3 Saint-Petersburg State Institute of Technology, 190013, St. Petersburg, Russia
ORCID: http://orcid.org/0000-0003-3766-5578, E-mail: GOLOVACHEV.VA@gazprom-neft.ru
4 Ufa State Petroleum Technical University, 450064, Ufa, Russia ORCID: http://orcid.org/0009-0008-4346-1401,
E-mail: petin_aa@mail.ru
5 Tambov State Technical University, 392000, Tambov, Russia E-mail: newcarbon@yandex.ru
ORCID: http://orcid.org/0000-0003-4871-3504,
E-mail: m-alex1983@yandex.ru
ORCID: http://orcid.org/0000-0003-0850-9365,
E-mail: iris_tamb68@mail.ru
ORCID: http://orcid.org/0000-0001-5099-9682,
E-mail: nanotam@yandex.ru
Abstract: In the presented study, the authors describe a developed method for obtaining ultraporous carbon materials (with a record-breaking specific surface area and pore volume) based on various types of petroleum needle cokes - crude and calcined grade A, including pre-preparation (grinding, pre-activation, oxidation) and the process of alkaline activation with KOH. The implementation of the proposed technique made it possible to obtain samples of activated materials based on these types of cokes with a specific surface area in the range of 2000-3400 m2/g, a specific pore volume in the range of 1.02-1.76 cm3/g (depending on the pore size). The results of the conducted studies suggest the high efficiency of the obtained activated materials based on petroleum cokes as adsorbers for fine liquid-phase adsorption, as well as electrode materials for capacitive deionization of water.
Keywords: calcined petroleum needle coke, crude needle coke, oxidation, activation, ammonium persulfate, potassium hydroxide, specific surface area, specific pore volume, pore size distribution. For citation: Vedernikov O.S., Ovchinnikov K.A., Golovachev V.A., Korovchenko P.A., Petin A.A., Melezhik A.V., Burakov A.E., Burakova I.V., Tkachev A.G. ULTRAPOROUS ACTIVATED MATERIALS BASED ON NEEDLE AND ELECTRODE PETROLEUM COKES. Oil & Gas Chemistry. 2024, no. 2, pp. 14-19. DOI:10.24412/2310-8266-2024-2-14-19
Введение
Высокопористые углеродные материалы имеют множество областей применения в промышленности, сельском хозяйстве, медицине, быту и др.: очистка и хранение газов, извлечение ценных металлов, фармацевтика, средства защиты органов дыхания, емкостная деионизация, отбеливание зубов, адсорбция, очистка сточных вод и т.д. Активированный уголь - вещество с высокоразвитой пористой структурой, которое получают из различных углеродсодер-жащих материалов органического происхождения, обладает набором уникальных сорбционных характеристик. Производство активированного угля во всем мире оценивается примерно в 100 000 т в год [1].
Наиболее распространенными источниками активированного угля в промышленных масштабах являются древесина, антрацитовый и битумный уголь, бурый уголь, кокосовый субстрат в виде мелко измельченной скорлупы кокоса. Также используются альтернативные источники, такие как скорлупа оливок и миндаля. Содержание углерода в этих материалах колеблется от 40 до 90% масс. при плотности 0,4-1,45 г/м3 [2-5].
Сырье, используемое для производства активированного угля, должно быть в избытке, дешевым и безопасным. Также содержание минералов и биоразлагаемость этого материала при хранении должны быть минимальными [6].
Другие особенности включают высокую стойкость к истиранию, высокую термическую прочность и малые диаметры пор, что приводит к увеличению активной поверхности взаимодействия и, следовательно, увеличению адсорбционной способности.
В настоящее время лучшим по совокупности поглотительных свойств активированным углем, нашедшим широкое применение в наиболее высокотехнологичных областях, является уголь, полученный из скорлупы кокоса. Однако, несмотря на то что скорлупа кокосового ореха для производства активированного угля широко доступна на рынках всего мира, уголь из нее имеет ряд существенных недостатков:
- содержание углерода в кокосовом сырье составляет <50%, поскольку кокосовая скорлупа, как и большинство биоотходов, состоит из лигнина, целлюлозы и гемицеллю-лозы как основных компонентов, необходимых для превращения в биоуголь при карбонизации;
- объем выхода, то есть конечный активированный пористый уголь, полученный из исходной кокосовой скорлупы, обычно составляет <40%, поскольку большая часть неуглеродных атомов (водорода и кислорода) или летучих органических соединений удаляется в виде газов в процессе карбонизации [7, 8].
Эти факторы побуждают исследователей искать иные варианты сырья для создания более качественных высокопористых активированных углей. Такой материал может быть синтезирован из недорогого и богатого углеродом предшественника (>90% углерода) - нефтяного кокса, который представляет собой темные твердые отходы, получаемые нефтеперерабатывающими предприятиями. Преимущества выбора в качестве сырья нефтяного кокса для приготовления активированного угля с большой площадью поверхности заключаются в следующем:
- высокое содержание углерода в материале (> 90%);
- низкая стоимость (менее 100 долл. США за тонну);
- низкое содержание золы (< 0,0001%);
- прямая активация за один этап без какой-либо предварительной карбонизации [9].
Более того, обильные запасы и низкая стоимость нефтяного кокса повышают ценность производства высокопо-
ристого углерода на его основе. Однако функциональные свойства приготовленного активированного угля в основном зависят от типа активирующего агента [10].
Среди нескольких методов активации для получения пористого углерода из нефтяного кокса химическая активация с помощью КОН наиболее адаптивна для микрографитовых структур и эффективна даже при недостатке начальных пор в исходном сырье нефтяного кокса [9].
Лишь немногие исследователи сообщают о синтезе активированного пористого угля из нефтяного кокса путем химической активации NaOH/HCЮ4/K2CO3; активацией паром или СЮ2 с последующей химической активацией и т.д.
Например, Л.Д. Луис и др. синтезировали активированный уголь из нефтяного кокса, изучили влияние различных методов активации на пористость материала и пришли к выводу, что активация паром с последующей химической активацией КОН наиболее эффективна для получения пористого углерода с высоким содержанием мезопор и большим объемом пор [11]. Чжан Я. и др. получали активированный уголь, легированный азотом, из нефтяного кокса путем аммоксидирования с последующей активацией КОН. Полученный материал имел площадь поверхности 1875 м2/г с содержанием азота 4% масс. [12]. Сяо-цзюнь Хэ и др. получали активированный уголь путем активации нефтяного кокса с микроволновым воздействием в присутствии КОН [13].
Среди щелочных металлов гидроксиды калия и натрия являются эффективными активаторами в производстве активированного угля. При химической активации щелочью использование гидроксида калия в целом показывает лучшие результаты, чем гидроксид натрия с точки зрения площади поверхности и производительности в различных применениях, несмотря на то что гидроксид натрия дешевле, более экологичен и наносит меньший вред, чем гидроксид калия [14].
Ниже представлена некоторая информация об эффективности активированного угля из различного углеродсо-держащего сырья в процессах адсорбции органических и неорганических загрязнителей (табл.1) [15].
Х. Тунсади и др. (2016) сообщили, что активированный уголь, полученный с использованием гидроксида калия, обладает самой высокой эффективностью адсорбции тяжелых металлов по сравнению с другими активаторами [16].
Полости, образующиеся в активированном угле, являются результатом испарения гидроксида калия из мест, ранее занимаемых этим активатором. При активации угля щелочными веществами образуются щелочные металлы и карбонаты, которые в углеродной матрице отвечают за стабильность и расширение пространств между слоями атомов углерода и, как следствие, повышают эффективность и адсорбционную способность активированного угля [17].
Механизм реакции гидроксида калия описан Л. Радови-чем и Ф. Родригесом-Рейносо [18]. В рамках этого механизма гидроксид калия преобразуется в К2О в начале процесса дегидратации (стадия 1), а затем К2О преобразуется в металлический калий (стадия 2). Затем свободный калий проникает в слои графена и вызывает структурное их расширение. Более того, после серии реакций во время активации гидроксидом калия, окисления (стадия 3) и гидратации (стадия 4) образуются различные соединения калия. Полученный углерод затем промывают для удаления остатков К, К2О, К2СО3 и КОН из графеновых слоев. Однако карбонат калия будет разлагаться в процессе активации, и будет выделяться СО2. Реакция между активирующим агентом и предшественником углеродных материалов приводит к разложению летучих органических соединений, создавая
• ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПРОДУКТЫ
Таблица 1
Влияние углеродсодержащего сырья и параметров активации на сорбционную способность активированных углей
Прекурсор Время сорбции, ч Температура активации, °C Удельная поверхность, м2/г Объем пор, см3/г Адсорбционная емкость, мг/г Адсорбат
Сердцевина тростника 1 780 2207 1,290 684,5 Метиленовый синий
Рисовая солома 1 800 1554 0,930 395,3 Метиленовый синий
Уголь из шин 1 750 700 1,099 316,60 Тетрациклин
Spaгtiпa alterniflora 1,5 450 2825 1,374 719 P-нитроанилин
Бамбук 2 850 1896 1,109 454,2 Метиленовый синий
Лигнин из черного щелока бумажного производства 1 750 1,901 14,02 Никель
Отходы производствапальмового масла 1,9 814 1141 0,6 168,89 2,4,6-трихлорфенол
Скорлупа кокосового ореха 2 850 1026 0,576 205,8 Фенол
Крафт-лигнин 1 700 2920 1,583 213 Фенол
Древесина 2 700 1255 0,596 180,3 Хром
Стебли кукурузы 1 700 1414 0,725 347 Свинец
Глюкоза 3 800 1612 0,86 24,6 Медь
Отходы производства шелка 3 800 2797 1,735 519 Конго красный
Нефтяной кокс 1 800 2940 1,658 1121,5 Тетрациклин
Кожура граната 0.5 700 941,02 0,470 370,86 Ремазол блестящий синий реактивный
Кожура помело 2.5 800 1892,10 1,095 680,2 Метиловыйоранжевый
Еловая древесина 1 780 2179 1,24 69 Фенол
Финиковый жмых 1.5 750 2632,5 1,239 546,8 Метиленовый синий
Число публикаций по запросу activation AND KOH
таким образом пористую поверхность на поверхности образцов активированного угля [16].
По активации углерода гидроксидом калия имеется много публикаций в научно-технической литературе. Для представления об актуальности этой технологии можно проанализировать число публикаций по данной теме, найденных
на сайте ScienceDirect.com [19] по годам. Так, по запросу activation AND KOH в заглавиях, рефератах и ключевых словах найдено 3970 публикаций, из них обзорных публикаций 27, исследовательских 3704, в энциклопедиях - 1, в разделах книг - 12. Число публикаций по годам (по состоянию на 3 февраля 2023 годах) представлено в виде диаграммы на рис. 1.
Как видно, по данной теме число публикаций за год все время увеличивается, что говорит о перспективности данного метода (данные на начало 2023 года). Однако технология и оборудование для щелочной активации углеродных материалов остаются мало проработанными.
Известно, что для успешной химической активации требуется, чтобы исходный углеродсодержащий материал обладал дефектной структурой. По местам дефектов структуры начинается травление активирующим реагентом, в результате чего появляются поры. Графитизированные углеродные материалы практически не поддаются химической активации гидроксидом калия, поскольку бездефектные графеновые структуры очень устойчивы и активирующему реагенту не за что зацепиться, чтобы началось образование поры. Существуют методы искусственного создания дефектов структуры в углеродных материалах, в результате чего они приобретают способность химически активироваться.
В настоящей работе авторы исследовали процесс получения высокопористых углеродных материалов на основе игольчатого нефтяного кокса с помощью химической активации гидроксидом калия.
Рис. 1
Материалы и методы
Объекты исследования
В работе применялись два вида игольчатого кокса:
- кокс нефтяной игольчатый прокаленный марки А (ИГКА) по СТО 00148725-009-2015 (АО «Газпромнефть-ОНПЗ, г. Омск, Россия) - графитизированный при высокой температуре игольчатый кокс, обладающий хорошей электропроводностью. Удельное электрическое сопротивление порошка этого кокса (размер частиц менее 200 мкм) составляет 0,05 Ом-см при сжатии под давлением 10 МПа и 0,03 Ом-см при сжатии под давлением 20 МПа, что говорит о высокой степени графитизации;
- кокс игольчатый сырой (ИГКС) по СТО 001148725-0212018 (АО «Газпромнефть-ОНПЗ). Неэлектропроводен, удельное электрическое сопротивление сжатого порошка более 1 МОм-см, что говорит об аморфной структуре углерода.
Технология получения активированного угля
Все виды кокса предварительно измельчали до прохождения через сито 200 мкм. Для измельчения использовали ударную лопастную мельницу Multifunctiondisintegrator WF-20B, 220-240 V, 3000 W, 25000 грт, размол проводили несколько раз повторно короткими периодами времени до полного прохождения измельченного материала через проволочное сито из нержавеющей стали с просветом ячеек 200 мкм.
Активацию различных видов игольчатого кокса осуществляли путем их сплавления с гидроксидом калия. Этот процесс проводили в никелевых стаканах с внутренним объемом 139 см3. Выбор никеля в качестве материала стакана обусловлен тем, что, кроме золота и серебра, никель -один из немногих материалов, устойчивых к расплавленным щелочам при высокой температуре. Нержавеющая сталь в этих условиях вытравливается с переходом хрома в щелочной расплав. Углеродистая сталь также недостаточно устойчива в этих условиях, снаружи она окисляется воздухом, а внутри постепенно травится с образованием карбидов железа.
Активацию проводили двумя способами.
Согласно первому подходу, в никелевый стакан помещали навеску того или иного вида игольчатого кокса. Затем загружали требуемое количество гидроксида калия в виде гранул с массовым содержанием КОН 85-86%. Стакан прикрывали крышкой и продували аргоном, после чего крышку плотно надевали на стакан и сверху прикрывали колпаком из теплоизоляционного материала из кремнеземного
волокна. Описанную сборку помещали в муфельную печь SNOL 8,2/1100 и нагревали до 750-800°С, скорость нагрева составляла 10°С/мин. После окончания температурной обработки стаканы извлекали из печи, после остывания до комнатной температуры вскрывали и заливали реакционную смесь водой для растворения застывшего расплава. Затем суспензию углеродного материала в водном растворе, содержащем гидроксид и карбонат калия, фильтровали, промывали водой на фильтре, и замачивали на сутки в растворе соляной кислоты для растворения примесей соединений металлов. Затем снова фильтровали, промывали водой до нейтрального рН и высушивали в сушильном шкафу при 110°С.
Однако авторами предпринята попытка существенно развить параметры пористости образцов ИГКС за счет внесения дефектов в их структуру путем предварительного окисления. Для этого предложен метод окисления персульфатом аммония (ПСА) в безводной серной кислоте. Такой метод окисления значительно более экологичен, чем окисление смесью концентрированных серной и азотной кислот. Для окисления исходный ИГКС (1 масс. ч.), измельченный до прохождения через сито 0,2 мм, смешивали со 100%-й серной кислотой (9,5 масс. ч.) и постепенно, при перемешивании механической фторопластовой мешалкой и охлаждении стакана с реакционной смесью в водяной бане, добавляли небольшими порциями 4 масс. ч. персульфата аммония. После к реакционной смеси при интенсивном перемешивании медленно прибавляли воду с такой скоростью, чтобы температура смеси не поднималась выше 60°С. Затем суспензию продукта фильтровали и промывали до удаления серной кислоты. Далее следует активация по способу, описанному выше.
Анализ удельной поверхности, объема и размера пор производили по адсорбции азота при 77 К с помощью автоматического анализатора Autosorb iQ (Quantachrome Instruments, Флорида, США).
Результаты и обсуждение
Для полученных образцов активированного кокса были определены параметры пористого пространства, приведенные в табл. 2 и 3.
ИГКС, полученный при температуре коксования около 500°С, ведет себя совсем иначе, чем графитизированный высокотемпературный кокс. Простая активация ИГКС без всякой предварительной обработки дает активированный уголь с высокими характеристиками поверхности и пористости (см. табл. 3).
Таблица 2
Параметры пористого пространства активированного угля на основе ИГКА
,,, , с Температура д Удельный объем пор Среднии размер Диапазон размеров Шифр образца „л поверхность по БЭТ, ,„пгт я, *
у 4 активации, °С у м2/г по NLDFT, см3/г пор*, нм пор, нм
ИГКА 800 841 0,501 2,52 0,8**-5,75
*определен как размер пор, соответствующий полувысоте интегральной кривой распределения пор по размерам; **поры меньше 0,8 нм данным прибором не измеряются.
Таблица 3
Параметры пористого пространства активированного угля на основе ИГКС
Шифр образца Температура активации, °С Удельная поверхность по БЭТ, м2/г Удельный объем пор по NLDFT, см3/г Средний размер пор, нм Диапазон размеров пор, нм
ИГКС 800 1665 0,902 2,36 0,8-5,25
-о1
(ИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПРОДУКТЫ
Таблица 4
Параметры поверхности и пористости образцов активированного угля, полученного активацией окисленного ИГКС гидроксидом калия
,,, , - Температура д Удельный объем пор Средний размер пор, Диапазон размеров
Шифр образца „„ поверхность по БЭТ, ,„пгт я, ним и и
у 4 активации, °С у м2/г по NLDFT, смя/г нм пор, нм
ИГКС-О 750 3404 1,761 0,80-5,40 2,27
Окисленный вышеописанным способом ИГКС имеет массу на 30% больше, чем исходный ИГКС, за счет присоединения большого количества окисных групп (табл. 4).
На рис. 2 приведено распределение пор по размерам для образца окисленного и активированного угля на основе ИГКС.
Из рис. 2 следует, что распределение довольно узкое, а преимущественный размер пор приходится на 2,5 нм. В результате проведенных экспериментальных исследований можно заключить, что, согласно измерению параметров пористого пространства, образцы ИГКС наиболее предпочтительны для получения активированных углей, нежели прокаленный игольчатый кокс.
Заключение
Таким образом, по характеристикам удельной поверхности и пористости активированный уголь, полученный при активациеи окисленного ИГКС, приближается к рекордным для высокопористых углеродных материалов, полученных путем активациеи КОН. При этом синтез окисленного ИГКС по предложенной методике проще и дешевле, чем во многих сходных работах, температура активации невысока (750°С), а расход гидроксида калия незначителен. Следовательно, полученные активированные угли с рекордными параметрами перспективны для применения в наиболее технологич-
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Рис. 2
Распределение пор по размерам для ИГКС-О
1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-г
'-Г-'-1-'""I........1......... • ' • 'Г • ' 1 I • ' 1 Г-■--
О 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Диаметр пор (D), нм
ных областях, например в качестве адсорбентов для тонких химических технологий и электродных материалов в системах электрохимического обессоливания воды.
1. Samsuri A., Sadegh-Zadeh F., Seh-Bardan B. Characterization of biochars produced from oil palm and rice husks and their adsorption capacities for heavy metals. Int. J. Environ. Sci. Technol. 2014, no. 11, pp. 967-976. https:// doi.org/10.1007/s13762-013-0291-3
2. Cui X., Jia F., Chen Y., Gan J. Influence of single-walled carbon nanotubes on microbial availability of phenanthrene in sediment. Ecotoxicology. 2011, vol. 20, no. 6, pp. 1277- 1285. https://doi.org/10.1007/s10646-011-0684-3
3. Huang Y., Zhao G. Preparation and characterization of activated carbon fibers from liquefied wood by KOH activation. Holzforschung. 2016, vol. 70, no. 3, pp. 195-202. https://doi.org/10.1515/hf-2015-0051
4. Burakov A.E., Burakova I.V., Kucherova A.E., Neskoromnaya E.A., Tkachev A.G., Babkin A.V. Liquid-phase adsorption of an organic dye on non-modified and nanomodified activated carbons: equilibrium and kinetic analysis. Adv. Mater. Technol. 2016, no. 1, pp. 42-48. https://doi.org/10.17277/amt.2016.01.pp.042-048
5. Khadhri N., Saad M.E.K., ben Mosbah M., Moussaoui Y. Batch and continuous column adsorption of indigo carmine onto activated carbon derived from date palm petiole. J. Environ. Chem. Eng. 2019, vol. 7, article number 102775. https://doi.org/10.1016/jjece.2018.11.020
6. Prauchner M.J., Sapag K., Rodriguez-Reinoso F. Tailoring biomass-based activated carbon for CH4 storage by combining chemical activation with H3PO4 or ZnCl2 and physical activation with CO2. Carbon. 2016, vol. 110, pp. 138147. https://doi.org/10.1016Zj.carbon.2016.08.092
7. Fic K., PlatekA., Piwek J., Frackowiak E. Sustainable materials for electrochemical capacitors. Mater. Today.2018, no. 21, pp. 437-454. https:// doi.org/10.1016/j.mattod.2018.03.005
8. Abioye A.M., Ani F.N.Recent development in the production of activated carbon electrodes from agricultural waste biomass for supercapacitors: A review. Renew. Sust. Energ. Rev. 2015, vol. 52, pp. 1282-1293. https://doi. org/10.1016/j.rser.2015.07.129
9. Deng M., Wang R. The effect of the HClO4 oxidization of petroleum coke on the properties of the resulting activated carbon for use in supercapacitors. New Carbon Mater. 2013, no. 28, pp. 262-265. https://doi.org/10.1016/S1872-5805(13)60080-3
10.Sawant S.Y., Munusamy K., Somani R.S., Mathew J., Newalkar B.L., H.C. Precursor suitability and pilot scale production of super activated carbon for
greenhouse gas adsorption and fuel gas storage. Chem. Eng. J. 2017, vol. 315. Pp. 415-425. https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.01.037
11.Virla L.D., Montes V., Wu J., Ketep S.F., Hill J.M. Synthesis of porous carbon from petroleum coke using steam, potassium and sodium: Combining treatments to create mesoporosity. Microporous Mesoporous Mater. 2016, vol. 234, pp. 239-247. URL: https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2016.07.022
12.Zhang Y., Zhang Y., Huang J., Du D., Xing W., Yan Z. Enhanced capacitive performance of n-doped activated carbon from petroleum coke by combining ammoxidation with KOH activation. Nanoscale Res. Lett. 2016, vol. 11, article number 245. https://doi.org/10.1186/s11671-016-1460-3
13.He X., Geng Y., Qiu J., Zheng M., Zhang X., Shui H. Influence of KOH/coke mass ratio on properties of activated carbons made by microwave-assisted activation for electric double-layer capacitors. Energy Fuel. 2010, vol. 24, no. 6, pp. 3603-3609. https://doi.org/10.1021/ef100228b
14.Byamba-Ochir N., Shim W.G., Balathanigaimani M., Moon H. Highly porous activated carbons prepared from carbon rich Mongolian anthracite by direct NaOH activation. Appl. Surf. Sci. 2016, vol. 379, pp. 331-337. https://doi. org/10.1016/j.apsusc.2016.04.082
15.Heidarinejad Z., Dehghani M.H., Heidari M., Gholamali J., Imran A., Mika S. Methods for preparation and activation of activated carbon: a review. Environ. Chem. Lett. 2020, vol. 18, pp. 393-415. https://doi.org/10.1007/s10311-019-00955-0
16.Tounsadi H., Khalidi A., Farnane M., Mohamed A., Noureddine B. Experimental design for the optimization of preparation conditions of highly efficient activated carbon from Glebioniscoronaria L. and heavy metals removal ability. Process Saf. Environ. Prot. 2016, vol. 102, pp. 710-723. https://doi. org/10.1016/j.psep.2016.05.017
17.Ahmed M.J., Theydan S.K. Optimization of microwave preparation conditions for activated carbon from Albizialebbeck seed pods for methylene blue dye adsorption. J. Anal. Appl. Pyrolysis. 2014, vol. 105, pp, 199-208. https://doi. org/10.1016/j.jaap.2013.11.005
18.Radovic L.R., Rodriguez-Reinoso F. Chemistry and physics of carbon. New York: Marcel Dekker, 1997. 243 p.
19.Explore scientific, technical, and medical research on Science Direct. URL: https://www.sciencedirect.com/ (дата обращения 20.07.2023).
REFERENCES
1. Samsuri A., Sadegh-Zadeh F., Seh-Bardan B. Characterization of biochars produced from oil palm and rice husks and their adsorption capacities for heavy metals. Int. J. Environ. Sci. Technol., 2014, no. 11, pp. 967-976.
2. Cui X., Jia F., Chen Y., Gan J. Influence of single-walled carbon nanotubes on microbial availability of phenanthrene in sediment. Ecotoxicology, 2011, vol. 20, no. 6, pp. 1277- 1285.
3. Huang Y., Zhao G. Preparation and characterization of activated carbon fibers from liquefied wood by KOH activation. Holzforschung, 2016, vol. 70, no. 3, pp. 195-202.
4. Burakov A.E., Burakova I.V., Kucherova A.E., Neskoromnaya E.A., Tkachev A.G., Babkin A.V. Liquid-phase adsorption of an organic dye on non-modified and nanomodified activated carbons: equilibrium and kinetic analysis. Adv. Mater. Technol., 2016, no. 1, pp. 42-48.
5. Khadhri N., Saad M.E.K., ben Mosbah M., Moussaoui Y. Batch and continuous column adsorption of indigo carmine onto activated carbon derived from date palm petiole. J. Environ. Chem. Eng., 2019, vol. 7, no. 102775.
6. Prauchner M.J., Sapag K., Rodriguez-Reinoso F. Tailoring biomass-based activated carbon for CH4 storage by combining chemical activation with H3PO4 or ZnCl2 and physical activation with CO2. Carbon, 2016, vol. 110, pp. 138147.
7. Fic K., PlatekA., Piwek J., Frackowiak E. Sustainable materials for electrochemical capacitors. Mater. Today, 2018, no. 21, pp. 437-454.
8. Abioye A.M., Ani F.N.Recent development in the production of activated carbon electrodes from agricultural waste biomass for supercapacitors: A review. Renew. Sust. Energ. Rev., 2015, vol. 52, pp. 1282-1293.
9. Deng M., Wang R. The effect of the HClO4 oxidization of petroleum coke on the properties of the resulting activated carbon for use in supercapacitors. New Carbon Mater., 2013, no. 28, pp. 262-265.
10.Sawant S.Y., Munusamy K., Somani R.S., Mathew J., Newalkar B.L., H.C. Precursor suitability and pilot scale production of super activated carbon for greenhouse gas adsorption and fuel gas storage. Chem. Eng. J., 2017, vol. 315,
pp. 415-425.
11.Virla L.D., Montes V., Wu J., Ketep S.F., Hill J.M. Synthesis of porous carbon from petroleum coke using steam, potassium and sodium: Combining treatments to create mesoporosity. Microporous Mesoporous Mater., 2016, vol. 234, pp. 239-247.
12.Zhang Y., Zhang Y., Huang J., Du D., Xing W., Yan Z. Enhanced capacitive performance of n-doped activated carbon from petroleum coke by combining ammoxidation with KOH activation. Nanoscale Res. Lett., 2016, vol. 11, no. 245.
13.He X., Geng Y., Qiu J., Zheng M., Zhang X., Shui H. Influence of KOH/coke mass ratio on properties of activated carbons made by microwave-assisted activation for electric double-layer capacitors. Energy Fuel, 2010, vol. 24, no. 6, pp. 3603-3609.
14.Byamba-Ochir N., Shim W.G., Balathanigaimani M., Moon H. Highly porous activated carbons prepared from carbon rich Mongolian anthracite by direct NaOH activation. Appl. Surf. Sci., 2016, vol. 379, pp. 331-337.
15.Heidarinejad Z., Dehghani M.H., Heidari M., Gholamali J., Imran A., Mika S. Methods for preparation and activation of activated carbon: a review. Environ. Chem. Lett., 2020, vol. 18, pp. 393-415.
16.Tounsadi H., Khalidi A., Farnane M., Mohamed A., Noureddine B. Experimental design for the optimization of preparation conditions of highly efficient activated carbon from Glebioniscoronaria L. and heavy metals removal ability. Process Saf. Environ. Prot., 2016, vol. 102, pp. 710-723.
17.Ahmed M.J., Theydan S.K. Optimization of microwave preparation conditions for activated carbon from Albizialebbeck seed pods for methylene blue dye adsorption. J. Anal. Appl. Pyrolysis, 2014, vol. 105, pp, 199-208.
18.Radovic L.R., Rodriguez-Reinoso F. Chemistry and physics of carbon. New York, Marcel Dekker Publ., 1997. 243 p.
19.Explore scientific, technical, and medical research on Science Direct. Available at: https://www.sciencedirect.com/ (accessed 20 July 2023).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ / INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Ведерников Олег Сергеевич, к.т.н., заместитель начальника департамента по переработке нефти и газа ПАО «Газпром нефть».
Овчинников Кирилл Александрович, к.х.н., докторант, Российский университет дружбы народов им. Патриса Лумумбы.
Головачев Валерий Александрович, м.н.с., Санкт-Петербургский государственный технологический институт.
Коровченко Павел Александрович, к.х.н., руководитель центра НИОКР «Нефтепереработка», ПАО «Газпром нефть».
Петин Андрей Александрович, соискатель ученой степени кандидата наук, Уфимский государственный нефтяной технический университет. Мележик Александр Васильевич, к.х.н., с.н.с., Тамбовский государственный технический университет.
Бураков Александр Евгеньевич, к.т.н., доцент, Тамбовский государственный технический университет.
Буракова Ирина Владимировна, к.т.н., доцент, Тамбовский государственный технический университет.
Ткачев Алексей Григорьевич, д.т.н., проф., завкафедрой техники и технологии производства нанопродуктов, Тамбовский государственный технический университет.
Oleg S. Vedernikov, Deputy Head of the Oil and Gas Refining Department, PJSC Gazprom Neft.
Kirill A. Ovchinnikov, Cand. Sci. (Chem.), Doctoral Student, Peoples' Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba.
Valeriy A. Golovachev, Junior Researcher, Saint-Petersburg State Institute of Technology.
Pavel A. Korovchenko, Cand. Sci. (Chem.), Head of the R&D Center "Oil Refining", PJSC Gazprom Neft.
Andrey A. Petin, PhD student, Ufa State Petroleum Technical University. Alexander V. Melezhik, Cand. Sci. (Chem.), Senior Researcher, Tambov State Technical University.
Alexander E. Burakov, Cand. Sci. (Tech.), Assoc. Prof., Tambov State Technical University.
Irina V. Burakova, Cand. Sci. (Tech.), Assoc. Prof., Tambov State Technical University.
Alexey G. Tkachev, Dr. Sci. (Tech.), Prof., Head of the Department of Engineering and Technology of Nanoproducts Production, Tambov State Technical University.
