Термическое разложение дистиллята каменноугольной смолы в присутствии нанопорошка железа

Аннотация

Влияние наноразмерного порошка железа на процесс термической деструкции дистиллята каменноугольной смолы было определено методом термогравиметрического анализа. Дистиллят каменноугольной смолы был получен простой перегонкой до 350°C первичной каменноугольной смолы Шубаркульского месторождения. Наноразмерный порошок был получен электрохимическим восстановлением железа из сульфатных электролитов при одновременном воздействии высоковольтных электрических разрядов на катодную зону. Методом сканирующей электронной микроскопии было установлено, что порошок железа состоит из наноразмерных частиц (30-124 нм), образующих агрегаты. С помощью рентгенофазового анализа было установлено, что полученный порошок железа состоит в основном из фаз α-Fe и FeO(OH). Определение среднего размера кристаллитов было произведено с помощью уравнения Шеррера и в результате расчетов средний размер кристаллитов составил 31,7 нм. Полученный порошок железа добавляли к дистилляту каменноугольной смолы в количестве 1% от массы дистиллята и затем эту смесь подвергали термическому разложению при скоростях нагрева 5, 10 и 20°C/мин в инертной атмосфере. Обработка полученных данных проведена с использованием модельного метода Коутса-Редферна. Значения энергии активации были рассчитаны с помощью линейной аппроксимации, построенной в результате обработки термоаналитических данных. Установлено, что при добавлении наноразмерного порошка железа в количестве 1% к дистилляту каменноугольной смолы происходит снижение энергии активации со 153,98 кДж/моль до 84,48 кДж/моль.