Получение и активирование биоуглерода из бамбука | Preparation and activation of bio-carbon from bamboo

To investigate the process of biocarbon preparation the carbonization of bamboo stems was investigated. With this purpose the bamboo stems were cut into pieces of 150 x 40 x 25 mm and then heated in stainless steel reactor with the speed 2 °С/min. After cooling in the atmosphere of pyrolysis gases a crude charcoal was subjected to activation in rotating reactor by steam at the temperature 970 °C and permanent flow of gaseous nitrogen and finally the mass losses were determined. To detect the characteristic features of thermodestruction of bamboo stems compared with those for birch wood the dependences of mass losses versus temperature were used which reveal clear endothermic peak at 360 °С. Taking into consideration the similarity of chemical composition of bamboo and birch this difference could be attributed only to morphological structure of bamboo tissues. By scanning electron microscopy it was demonstrated that activation of crude biochar leads to the rise in number of pores in charcoal with simultaneous changes of cross-section of pores which becomes ellipsoid in the shape after activation. Iodine method to measure an adsorption activity of activated charcoal was applied and it was determined that its activity ranges from 20 to 60%. A good agreement of this value with weight losses during activation is found. An increase of the time of activation results in increase of adsorption activity of target bamboo charcoal. [Рассмотрен процесс получения карбонизации стеблей бамбука с целью получения биоуглерода. Куски бамбука размером 150 x 40 x 25 мм подвергали нагреву в реакторе со скоростью 2 °С/мин, затем содержимое реторты охлаждалось в атмосфере газов пиролиза. Уголь-сырец активировали водяным паром при 970 °С во вращающемся реакторе в токе азота. Продолжительность активации при температуре 970 °C в опытах составляла 5, 15, 20 и 25 мин. После охлаждения определялась потеря массы при активации (степень обгара). Для выявления особенностей термодеструкции стеблей бамбука по сравнению с древесиной березы были использованы зависимости потери массы от температуры полученные методом термического анализа. Основное отличие термодеструкции образцов бамбука от березы состоит в наличии четко выраженного пика эндотермического процесса при 360 °С. Учитывая близость химического состава бамбука и березы обнаруженное отличие объяснено рыхлой морфологической структурой бамбука. Методом сканирующей электронной микроскопии показано, что при активации угля-сырца из бамбука происходит изменение геометрической формы поперечного сечения пор, которые прибретают эллипсовидную форму. Для образцов активированного угля определена адсорбционная активность по иоду, которая изменяется в пределах от 20 до 60% и коррелируется со степенью обгара. Увеличение продолжительности активации и, соответственно, степени обгара способствует росту адсорбционной активности активированных углей.]