Механизм термохимического превращения отхода переработки пшеницы в процессе термической обработки

  • Khaidar S. Tassibekov Центр физико-химических методов исследования и анализа, Казахский национальный университет имени аль-Фараби, Алматы, Казахстан
  • Zhenis Zh. Bekishev Центр физико-химических методов исследования и анализа, Казахский национальный университет имени аль-Фараби, Алматы, Казахстан
  • Rustam R. Tokpayev Центр физико-химических методов исследования и анализа, Казахский национальный университет имени аль-Фараби, Алматы, Казахстан
  • Kanagat K. Kishibaev Центр физико-химических методов исследования и анализа, Казахский национальный университет имени аль-Фараби, Алматы, Казахстан
  • Akmaral G. Ismailova Центр физико-химических методов исследования и анализа, Казахский национальный университет имени аль-Фараби, Алматы, Казахстан
  • Sergey V. Nechipurenko Центр физико-химических методов исследования и анализа, Казахский национальный университет имени аль-Фараби, Алматы, Казахстан
  • Sergey A. Efremov Центр физико-химических методов исследования и анализа, Казахский национальный университет имени аль-Фараби, Алматы, Казахстан
  • Mikhail K. Nauryzbayev Центр физико-химических методов исследования и анализа, Казахский национальный университет имени аль-Фараби, Алматы, Казахстан
DOI: https://doi.org/10.15328/cb1007
Ключевые слова: отходы переработки, пшеничное зерно, углеродный материал, термическая деструкция, физико-химические методы

Аннотация

Исследована термическая деструкция отходов переработки пшеничного зерна из Алматинской и Южно-Казахстанской областей. Cсформированы структуры получаемых продуктов в зависимости от температуры проведения процесса карбонизации и изучены основные физико-химические характеристики получаемого углеродного материала на основе отхода переработки пшеничного зерна (ОППЗ) с использованием термогравиметрического анализа, дифференциальной сканирующей калориметрии, ИК-спектроскопии и ЭПР-спектроскопии. Анализ элементного состава изученных образцов сорбционного материала показал, что в составе полученного углеродного материала содержание углерода составляет 75,08-76,12%, что в свою очередь может обуславливать достаточно высокую степень сорбционной способности данного материала, а также его механической прочности. Полученные углеродные материалы на основе ОППЗ модифицировали нитратом аммония (NH4NO3) для улучшения его физико-химических характеристик, таких как: удельная поверхность, пористость и адсорбционная емкость по йоду. Показано, что структурные преобразования отхода переработки пшеничного зерна (отрубь) в процессе термической обработки независимо от температуры (в изучаемом интервале) протекают через стадию образования свободных радикалов. Концентрация образующихся при этом свободных радикалов, а также состав графитоподобной компоненты получаемых продуктов определяются температурными показателями процесса.

Литература

1 Levin JeD, Barabash ND (1971) Wood Chemistry [Himiya drevesini] 9:145-152. (In Russian)

2 National report on the state of the environment and on the use of natural resources for 2015. 2.3.3. Recycling and recycling of waste [Nacional’nyj doklad o sostojanii okruzhajushhej sredy i ob ispol’zovanii prirodnyh resursov za 2015 god. 2.3.3. Pererabotka i vtorichnoe ispol’zovanie othodov]. Link. (In Russian)

3 Efremov SA, Bortnikova IN, Kovalenko NV, Nauryzbaev MK (2002) Study of the possibility of using a modified shungite sorbent in the processes of sorption of UDMH from soils [Issledovaniye vozmozhnosti ispol’zovaniya modifitsirovannogo shungitvogo sorbenta v protsessakh sorbtsii NDMG iz pochv]. II International Symposium “Physics and Chemistry of Carbon Materials [Fizika i khimiya uglerodnykh materialov]”, Almaty, Kazakhstan. P. 258-259. (In Russian)

4 Kurmanbekov AS, Zhubanova AA, Mansurova RM (2005) Chem Bull Kazakh Univ 41:46-51. (In Kazakh)

5 Veprikova EV, Kuznecova SA, Skvorcova GP, Shhipko ML (2008) Journal of Siberian Federal University. Chemistry 3:286-292. (In Russian)

6 Shilina JuA, Nechipurenko SV, Efremov SA, Nauryzbaev MK (2009) Preparation of polyfunctional sorbents on the basis of vegetable wastes of the Republic of Kazakhstan [Polucheniye polifunktsional’nykh sorbentov na osnove otkhodov rastitel’nogo syr’ya Respubliki Kazakhstan]. Materials of the International Conference “Environmental Problems of the Global World [Ekologicheskiye problemy global’nogo mira]”, Moscow, Russia. P.117-118. (In Russian)

7 Efremova SV (2011) Physicochemical basis and technology of thermal processing of rice husk [Fiziko-himicheskie osnovy i tehnologija termicheskoj pererabotki risovoj sheluhi. Monography. [b.i.], Almaty, Kazakhstan. ISBN 978-601-7146-16-0. (In Russian)

8 Klubova TT, Korolev JuM, Roznikova AP, et al (1986) Pore space and organic matter of collectors and tires [Porovoye prostranstvo i organicheskoye veshchestvo kollektorov i pokryshek]. Nauka, Moscow, Russia. (In Russian)

9 Korolev JuM (1995) Chemistry of Solid Fuel [Khimiya tverdogo topliva] 5:99-111. (In Russian)

10 Kronberg VZh, Sharapova TE, Domburg GJe (1987) Wood Chemistry [Khimiya drevesiny] 3:59-67. (In Russian)

11 Domburg GJe, Sergeeva VN, Trops ZJa (1971) Wood Chemistry [Khimiya drevesiny] 7:55-58. (In Russian)

12 Skljar MG (1984) Physico-chemical basis of sintering of coals [Fiziko-khimicheskiye osnovy spekaniya ugley]. Metallurgiya, Moscow, Russia. (In Russian)

13 Popov VT, Merkulov AA, Polak LS (1986) Russ Journal of Physical Chemistry LX:2692-2697. (In Russian)

14 Bujanov RA (1983) Coking of Catalysts [Zakoksovyvaniye katalizatorov]. Nauka, Novosibirsk, Russia. (In Russian)

15 Mansurov ZA (1998) Chem Bull Kazakh Univ 3:98-104. (In Russian)

16 Yefremova SV (2005) Rubber reinforcing mechanism by shungite filler. Materials of the international scientific and practical conference “The scientific heritage of E. Buketov” dedicated to the 80th anniversary of the birth of E. Buketov, Petropavlovsk, Kazakhstan. P.146-153.

17 Kislicyn AN (1974) Investigation of the chemistry of thermal decomposition of wood components [Issledovaniye khimizma termoraspada komponentov drevesiny]. The author’s abstract of Dissertation for Doctor of Chemical Sciences Degree, Leningrad, Russia. P.36.

18 Efremova SV, Kolesnikov BJa (2004) Strengthening elastomers with shungite filler [Usileniye elastomerov shungitovym napolnitelem]. Physics and Chemistry of Carbon Materials / Nanoengineering: Materials of the III International Symposium, Almaty, Kazakhstan. P.206-208. (In Russian)
Опубликован
2018-06-30
Как цитировать
Tassibekov, K., Bekishev, Z., Tokpayev, R., Kishibaev, K., Ismailova, A., Nechipurenko, S., Efremov, S., & Nauryzbayev, M. (2018). Механизм термохимического превращения отхода переработки пшеницы в процессе термической обработки. Вестник КазНУ. Серия химическая, 89(2), 28-35. https://doi.org/https://doi.org/10.15328/cb1007
Выпуск
Том 89 № 2 (2018): Вестник КазНУ. Серия химическая
Раздел
Аналитическая химия
Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.

Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License (CC BY-NC-ND 4.0), которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.