Влияние термообработки на адсорбцию паров фенола древесной мукой и наполнителями фенолоформальдегидного связующего фанеры Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

способствует разрыхлению защитных слоев и повышению растворимости карбонатов железа, что влечет за собой интенсификацию анодного окисления, протекающего с участием компонентов электролита Аналогичный эффект, наблюдаемый при введении в раствор Ы03' -ионов, обусловлен образованием растворимого поверхностного соединения [РеОНЫОз]ис, за счет взаимодействия адсорбированных на поверхности пассивирующей пленки N03' -ионов с гидроксидами железа (П). Возрастающая с повышением температуры деффектность оксидно-гидроксидных слоев облегчает проникновение Ы03‘ -ионов к границе металл/гидроксид и увеличивает степень участия этих ионов в анодном процессе, что в результате ускоряет растворение металла.

Напротив, сульфат-ионы, адсорбируясь на поверхности пассивирующих слоев, увеличивают их дефектность (образуя растворимые комплексы типа [Уе0Н504]мс и де-пщратируя оксидно-пщроксидные слои), что позволяет агрессивным анионам, в конечном счете, непосредственно взаимодействовать с поверхностными атомами металла. Это приводит к локальному поражению электрода. С ростом гемпераллры 8042‘ -ионы по vжe существующим дефектам в пассивирующем алое практически беспрепятственно достигают границы металл/пленка обусловливая развитие автономного питтинга растущего в глубину. Так как пассивирующий слой на железе имеет адсорбционно-фазов>ю природу, можно предположить, что процесс его локальной активации в растворах с добавкой БО.^' -ионов протекает по адсорбционно-пенетрационному механизму.

Введение теплового потока на фазовой границе облегчает термодиффузионный перенос кислорода и компонентов электролита из холодного раствора к нагретой поверхности и приводит к утолщению оксидно-гидроксидных слоев. Вместе с тем, с ростом величины теплового потока отмечается их разрыхление и повышение степени дефектности. Результирующий эффект выражается в незначительной интенсификации анодного процесса в нитратсодержащих средах и в уменьшении глубины локального поражения в растворах с добавкой БОд2- -ионов.

Таким образом, по результатам исследования можно выделить общие черты и специфические закономерности анодного растворения железа в гидрокарбонатных средах с добавками Ы03‘ и 504: -ионов. Так, в присутствии этих анионов повышается скорость активного (Ж)3' -ионы) или локального (Б04:' -ионы) растворения металла и тем сильнее, чем выше температура. При заданной температуре поверхности тепловой поток, направленный от металла к раствору, частично защищает систему. Полученные данные могут быть использования для управления указанными процессами с учетом различия в свойствах чистивирующих добаьок и термических изменений состава и дефектности пассивирующих слоев в изученных системах.

БЛАГОДАРНОСТИ: Работа выполнена при поддержке Конкурсного центра фундаментального естествознания при Санкт-Петербургском государственном университете, грант № 97-0-9.3-183.

УДК 541.183:628.515

ВЛИЯНИЕ ТЕРМООБРАБОТКИ НА АДСОРБЦИЮ ПАРОВ ФЕНОЛА ДРЕВЕСНОЙ МУКОЙ И НАПОЛНИТЕЛЯМИ ФЕНОЛОФОРМАЛЬДЕГИДНОГО СВЯЗУЮЩЕГО ФАНЕРЫ

© Л.И. Бельчинская, B.C. Мурзин, Е.В. Улышш

Воронеж. Воронежская государственная лесотехническая академия

11>енолоформальдегидные смолы используются в качестве связующих при производстве фанеры. Технология этого процесса связана с введением в связующее различных наполнителей.

Значительным недостатком фенолоформальдегид-ного связующего является токсичность, обусловленная наличием в нем свободных мономеров фенола и формальдегида. Пагубное влияние последних имеет место как при производстве ({хшеры. так и при ее эксплуатации, так как происходит существенное ухудшение экологической обстановки в рабочей зоне и жилых помещениях.

Целью данного исследования явилось использова-ние растительного материала и природных минералов в качестве адсорбентов паров фенола для их дальнейше-

го применения как наполнителей фенолоформальде-гидного связующего.

Объекты исследования: муха древесины березы, являющаяся отходом деревообрабатывающего производства, каолин (семилукского месторождения), каолин (воронежского месторождения). традиционно применяемые в качестве наполнителей связ>ющих, и опока. представляющая собой глинистлто породу с аморфным кремнеземом в количестве до 50 %.

Проведены тестовые испытания перечисленных материалов при Т = 288 К. заключающиеся в определении относительной степени снижения концентрации фенола при t const = 27 суток. Сравнительная оценка поглощения поверхностью исследуемых адсорбентов молекул фенола проводилась гравиметрическим (эксикатор-

Таблица 1.

Адсорбционная емкость (а мг/r) наполнителей фенолоформальдегидного связующего при t const = 27 суток

№ п/п Природа сорбента Температчра. К

288 373 393 413 433 453

1 Древесная мука 80 50 - - - -

2 Каолин семилукекий 15 19 21 23 26 37

3 Каолин воронежский 18 62 47 50 52 -

4 Опока 10 42 44 48 50 65

ным) методом. Полуденные данные сведены в таблицу1.

Из таблицы ! очевидно, что максимальное поглощение фенола, при 288 К, наблюдается на древесной муке, затем каолине и опоке. Ввиду небольшой емкости минералов проводили их обработку при температурах 373 К, 393 К. 413 К, 433 К, 453 К. Анализ приведенных в таблице I данных позволяет сделать следующие выводы. С увеличением температуры адсорбционная емкость исследуемых минералов повышается. Однако, если для каолина семилукского и опоки зависимость имеет четко выраженный прямолинейный характер с тангенсом >тла наклона равным 0,12 и 0,30 соответственно, то у каолина воронежского она несколько иная: максимального значения емкость достигает при Т = 373 К и равна 62 Ntr/r, далее идет ее уменьшение до величины 50 мг/г. Причем каолин воронежского месторождения адсорбирует молекулы фенола в 2-3 раза лучше, чем каолин семилукского месторождения.

Влияние температуры на сорбцию молекул фенола из газовой фазы растительным сорбентом носит противоположный характер, так как емкость снижается с 80 до 50 мг/г при возрастании температуры с 288 К до 373 К. В результате термообработки происходит десорбция адсорбционносвязанной воды. При помещении исследуемых сорбентов в эксикатор с сорбатом начинается обратный процесс адсорбшси фенола совместно с парами воды на освободившихся активных

Таблица 2.

Адсорбционная емкость древесной муки по парам фенола и воды

Наименование образца Древесная мука Г= 288 К Древесная мука Т = 288 К на влажность Древесная мука Г = 373 К Древесная мука Т = 373 К на влажность

Адсорбционная емкость, мг г 80 40 60 30

центрах. Для выяснения стелет! селективности поглощения токсикантов исследовались кинетические зависимости адсорбционной емкости древесной муки по фенолу и парам воды, которые сравнивались при опре-делейной температуре и I = 1 ч. Затем проводилась сравнительная оценка масс поглотившихся сорбатов. Данные представлены в таблице 2

Полученные данные свидетельствуют о возможности совместной адсорбцш! фенола и паров воды в соотношении 2 : 1 соответственно.

Таким образом, исследовалась возможность адсорбции феНОЛа ДревеСНОЙ МУКОЙ И ТреМЯ ПРИРОДНЫМИ N01-нералауо« с основными природеобразующими компо-ненгами: каолином и ауюрфным кремнеземом. Установлена необходимость термической модифшчашш минера-лов, сорбциош!ая емкость которых повышается в 3-6 раз при увеличении температуры с 288 К до 453 К. Найдено, что степень поглощения фенола древесной мукой в два раза превышает сорбцию паров воды.

ЛИТЕРАТУРА

1 Коноротьсв З.П.. Доронин Ю.Г. ЗодостоПкие оси в деревообработке М Лесн пром-сть. 1988 216с

2 Беспамятное Г.П.. Кротов Ю..4. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде Справочник Л .Химия 1985 528 с. ил

3 Тарасович Ю.И.. Овчаренко Ф.Ф. Адсорбция на глинистых минералах. Киев Наукова думка. 1975 352 с

4 Доронин Ю.Г. Мирошниченко С.Н.. Свиткино ЛИ/. Синтетические смолы в деревообработке 2-е изд.. лерераб и доп М. Десн пром-сть. 1987 224 с