Электродуговой синтез карбида титана с применением углерода, полученного при термической конверсии отходов пищевой промышленности

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Приведены результаты получения карбида титана безвакуумным электродуговым методом с применением различного рода биоуглерода, полученного классическим пиролизом отходов биомассы, таких как цедра мандарина, цедра помело, банановая кожура, скорлупа кедровых орехов, скорлупа грецких орехов. Анализ рентгеновских дифрактограмм синтезированных материалов показал повторяемость эксперимента с получением дифракционных максимумов, указывающих на формирование кубической структуры карбида титана. Анализ термического окисления полученных порошков показал, что до 1000°С процесс протекает достаточно медленно, но с повышением температуры скорость окисления существенно увеличивается. Установлено, что при термическом нагреве в окислительной среде масса исследуемых порошков карбида титана, полученных с использованием различных видов углерода, увеличивается, что подтверждает термогравиметрический анализ.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. А. Свинухова

ФГАОУ ВО НИ ТПУ

Автор, ответственный за переписку.
Email: aag109@tpu.ru

Инженерная школа энергетики

Россия, Томск, 634050

С. А. Янковский

ФГАОУ ВО НИ ТПУ

Email: jankovsky@tpu.ru

Инженерная школа энергетики

Россия, Томск, 634050

А. Д. Мисюкова

ФГАОУ ВО НИ ТПУ

Email: adm14@tpu.ru

Инженерная школа энергетики

Россия, Томск, 634050

А. Я. Пак

ФГАОУ ВО НИ ТПУ

Email: ayapak@tpu.ru

Инженерная школа энергетики

Россия, Томск, 634050

Список литературы

  1. Gusev A.I. // Russian Chemical Reviews. 2020. V. 71. № 6. P. 439–463.https://doi.org/ 10.1070/rc2002v071n06abeh000721
  2. Syamsai R., Kollu P., Kwan Jeong S., and Nirmala Grace A. // Ceram. Int. 2017. V. 43. № 16. P. 13119–13126.https://doi.org/10.1016/J.CERAMINT.2017.07.003
  3. Luo Y., Yang C., Tian Y. et al. // J. Power Sources. 2020. V. 450. P. 227694.https://doi.org/10.1016/J.JPOWSOUR.2019.227694
  4. Dong Q., Huang M., Guo C., Yu G., and Wu M. // Int. J. Hydrogen Energy. 2017. V. 42. № 5. P. 3206–3214. https://doi.org/10.1016/J.IJHYDENE.2016.09.217
  5. Ghidiu M., Lukatskaya M.R., Zhao M.-Q., Gogotsi Y., and Barsoum M.W. // Nature. 2014. V. 516.https://doi.org/10.1038/nature13970
  6. Lin S.Y. and Zhang X. // J. Power Sources. 2015. V. 294. P. 354–359.https://doi.org/10.1016/J.JPOWSOUR.2015.06.082
  7. Ghosh S., Ranjan P., Kumaar A., Sarathi R., and Ramaprabhu S.// J Alloys Compd. 2019, vol. 794, p. 645–653.https://doi.org/10.1016/J.JALLCOM.2019.04.299
  8. Kunkel C., Viñ F., Ramírez P.J., Rodriguez J.A., and Illas F. // J. Phys. Chem. 2018. V. 123. P. 7567–7576.https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.7b12227
  9. Amutio M., Lopez G., Aguado R., Bilbao J., and Olazar M. // Energy and Fuels. 2012. V. 26. № 2. P. 1353–1362. https://doi.org/10.1021/EF201662X
  10. Zhang Z., Li Yi., Luo L., et al. // Renew Energy. 2023. V. 202. P. 154–171.https://doi.org/10.1016/J.RENENE.2022.11.072
  11. Vuppaladadiyam A., Vuppaladadiyam S., Awasthi A. et al. // Bioresour Technol. 2022. V. 364.https://doi.org/10.1016/J.BIORTECH.2022.128087
  12. Blesa M.J., Miranda J.L., Moliner R., et al. // J. Anal. Appl. Pyrol. 2003. V. 70. № 2. P. 665–677.https://doi.org/10.1016/s0165-2370(03)00047-0
  13. Hilaluddin S., Mondal Sh. Rakhshit et al. // Bioresour Technol. 2023. V. 376.https://doi.org/ 10.1016/J.BIORTECH.2023.128910
  14. Tintner J., Preimesberger Ch., Pfeifer Ch. et al. // Ind. Eng. Chem. Res. 2018. V. 57. № 46. P. 15613–15619. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.8b04094
  15. Zhang L., Li S., Li K., and Zhu X. // Energy Convers Manag. 2018, V. 166. P. 260–267.https://doi.org/ 10.1016/J.ENCONMAN.2018.04.002
  16. Singh S. and Srivastava S. // Procedia Comput. Sci. 2020. V. 173. P. 272–280.https://doi.org/ 10.1016/J.PROCS.2020.06.032
  17. Cheng J., Hu S.C., Sun G.T., Geng Z.C., and Zhu M.Q. // Ind. Crops Prod. 2021. V. 170. P. 113690.https://doi.org/10.1016/J.INDCROP.2021.113690
  18. Adelawon B.O., Latinwo G.K., Eboibi B.E., Agbede O.O., and Agarry S.E. // Chem. Eng. Comm. 2021. V. 209, № 9. P. 1246–1276.https://doi.org/10.1080/00986445.2021.1957851
  19. Yu S., Wang L., Li Q., Zhang Y., and Zhou H.// Materials Today Sustainability. 2022. V. 19. P. 100209.https://doi.org/ 10.1016/J.MTSUST.2022.100209
  20. Wang S., Dai G., Yang H., and Luo Z.// Prog. Energy Combust. Sci. 2017. V. 62. P. 33–86.https://doi.org/10.1016/J.PECS.2017.05.004
  21. Demirbaş A. and Arin G. // Enerdy Sources. 2010. V. 24. № 5. Р. 471–482.https://doi.org/ 10.1080/00908310252889979
  22. Cao Z., Hu Sh., Yu J., et al. // J. Environ. Chem. Eng. 2022. V. 10. № 5.https://doi.org/10.1016/J.JECE.2022.108245
  23. Sheldon R.A. // Green Chemistry. 2014. V. 16. № 3. Р. 950–963.https://doi.org/10.1039/C3GC41935E.
  24. Rosas J.M., Berenguer R., Valero-Romero M.J., Rodríguez-Mirasol J., Cordero T.// Front Mater. 2014. V. 1. https://doi.org/10.3389/fmats.2014.00029
  25. Rasaki S.A., Zhang B., Anbalgam K., Thomas T., and Yang M.// Progress in Solid State Chemistry. 2018. V. 50. P. 1–15.https://doi.org/ 10.1016/J.PROGSOLIDSTCHEM.2018.05.001
  26. Cho D., Hoon Park J., Jeong Y., and Lak Joo Y. // Ceram Int. 2015. V. 41. № 9. Р. 10974–10979.https://doi.org/ 10.1016/J.CERAMINT.2015.05.041
  27. De Bonis A., Santagata A., Galasso A., Laurita A., and Teghil R. // J. Colloid Interface Sci. 2017. V. 489. P. 76–84. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2016.08.078
  28. Li J., Ye J. // Int. J. Refract Met. Hard. Mater. 2023. V. 115. № 106215.https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2023.106215
  29. Zhang C., Loganathan A., Boesl B., Agarwal A. // Coatings. 2017. V. 7.https://doi.org/10.3390/coatings7080111

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Результаты растровой электронной микроскопии углеродного остатка, полученного термической конверсией исходной биомассы: (а) углерод из цедры мандарина; (б) углерод из цедры помело; (в) углерод из кожуры банана; (г) углерод из скорлупы кедрового ореха; (д) углерод из скорлупы грецкого ореха.

Скачать (1MB)
Метаданные
3. Рис. 2. Данные ТГ (а), ДСК (б), ДТГ (в) для процесса окисления исследуемых образцов TiC, полученных с добавлением углерода из биомассы (среда – воздух, 100 мл/мин), скорость нагрева 10°С/мин, температурный интервал от 100 до 1000°С).

Скачать (356KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Результаты рентгеновской дифрактометрии продуктов синтеза карбида титана.

Скачать (130KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Типичные изображения высокоскоростной видеосъемки процесса окисления и горения исследуемых образцов карбидов титана.

Скачать (380KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024