Получение биоуглей из водоросли Saccharina Japonica при различных температурах пиролиза

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Получены биоугли из морской водоросли Saccharina japonica в процессе ступенчатого пиролиза при температурах 300, 400, 500, 700, 900 °C. Изучены характеристики и свойства полученных биоуглей: элементный состав, площадь удельной поверхности и общий объем пор, а также определены входящие в их состав характерные функциональные группы методом ИК-фурье-спектроскопии. С повышением температуры пиролиза с 300 до 900 °C выход биоугля уменьшается с 50.4% до 22.7%. Наибольшую площадь удельной поверхности, составляющую 38.6 м2/г, имеет биоуголь, полученный при 500 °C. По мере повышения температуры пиролиза изменяется элементный состав биоугля: содержание углерода, водорода и азота снижается, а содержание серы и кислорода увеличивается.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. В. Цветков

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: tsvetkovmv@gmail.com
Россия, Черноголовка

А. Ю. Зайченко

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

Email: tsvetkovmv@gmail.com
Россия, Черноголовка

Д. Н. Подлесный

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

Email: tsvetkovmv@gmail.com
Россия, Черноголовка

А. А. Глухов

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

Email: tsvetkovmv@gmail.com
Россия, Черноголовка

Ю. Ю. Цветкова

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

Email: tsvetkovmv@gmail.com
Россия, Черноголовка

М. А. Репина

Сахалинский государственный университет

Email: tsvetkovmv@gmail.com
Россия, Южно-Сахалинск

Е. А. Салганский

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук

Email: tsvetkovmv@gmail.com
Россия, Черноголовка

Е. М. Латковская

Сахалинский государственный университет

Email: tsvetkovmv@gmail.com
Россия, Южно-Сахалинск

Список литературы

  1. Liu J., Zhou F., Abed A.M. et al. // Fuel. 2023. V. 336. 126826. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.126826
  2. Narayanan M. // Renew. Sust. Energ. Rev. 2024. V. 190. 114081. https://doi.org/10.1016/j.rser.2023.114081
  3. Babich O., Sukhikh S., Larina V. et al. // Plants. 2022. V. 11. № 6. P. 780. https://doi.org/10.3390/plants11060780
  4. Zhuang D., He N., Khoo K. S. et al. // Chemosphere. 2022. V. 291. 132932. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.132932
  5. Sultana F., Wahab M.A., Nahiduzzaman M. et al. // Aquaculture and Fisheries. 2023. V. 8. № 5. P. 463. https://doi.org/10.1016/j.aaf.2022.09.001
  6. Hariz H.B., Lawton R.J., Craggs R.J. // Ecol. Eng. 2023. V. 189. 106910. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2023.106910
  7. Naď M., Brummer V., Lošák P. et al. // J. Clean. Prod. 2023. V. 385. 135721. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.135721
  8. Sathinathan P., Parab H. M., Yusoff R. et al. // Renew. Sustain. Energy Rev. 2023. V. 173. 113096. https://doi.org/10.1016/j.rser.2022.113096
  9. Yin Y., Wang J. // Renew. Energy. 2019. V. 141. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.03.139
  10. Pishchalnik V., Myslenkov S., Latkovskaya E., Arkhipkin V. // Sustainability. 2024. V. 16. № 7. 3031. https://doi.org/10.3390/su16073031
  11. Choi J.H., Kim S.S., Suh D.J. et al. // Korean J. Chem. Eng. 2016. V. 33. P. 2691. https://doi.org/10.1007/s11814-016-0131-5
  12. Tsvetkov M.V., Zaichenko A.Yu., Podlesniy D.N., Repina M.A., Glukhov A. A. // E3S Web Conf. 2024. V. 474. 01012. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202447401012
  13. Rony Z.I., Rasul M.G., Jahirul M.I., Mofijur M. // Fuel. 2024. V. 358. 130099. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2023.130099
  14. Amrullah A., Farobie O. // Heliyon. 2023. V. 9. № 7. e18350. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e18350
  15. Wang X., Zhang Y., Xia C. et al. Fuel. 2023. V. 338. 127378. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.127378
  16. Кислов В.М., Цветков М.В., Зайченко А.Ю. и др. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 4. С. 947. https://doi.org/10.1134/S1990793123040255
  17. Vlaskin M.S., Chernova N.I., Kiseleva S.V., Popel’ O.S., Zhuk A.Z. // Therm. Eng. 2017. V. 64. P. 627. https://doi.org/10.1134/S0040601517090105
  18. Ripoll N., Silvestre C., Paredes E., Toledo M. // Int. J. Hydrog. Energy. 2017. V. 42. № 8. P 5513. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2016.03.082
  19. Кислов В.М., Цветкова Ю.Ю., Пилипенко Е.Н., Репина М.А., Салганская М.В. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 3. С. 16. https://doi.org/10.31857/S0207401X2303007X
  20. Yang Z., Wu Y., Zhang Z., et al. // Renew. Sustain. Energy Rev. 2019. V. 103. P. 384. https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.12.047
  21. Tsvetkov M.V., Zaichenko A.Yu., Podlesniy D.N. // E3S Web Conf. 2023. V. 419. 01010. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202341901010
  22. Салганский Е.А., Салганская М.В., Седов И.В. // Хим. физика. 2024. Т. 43. № 8. С. 70.
  23. Danesh P., Niaparast P., Ghorbannezhad P., Ali I. // Fuel. 2023. V. 337. 126889. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.126889
  24. Campion L., Bekchanova M., Malina R., Kuppens T. // J. Clean. Prod. 2023. V. 408. 137138. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.137138
  25. Leong Y.K., Chang J.S. // Bioresour. Technol. 2023. V. 389. 129782. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2023.129782
  26. Nguyen T.B., Nguyen V.T., Hoang H.G. et al. // Curr. Pollution Rep. 2023. V. 9. P. 73. https://doi.org/10.1007/s40726-022-00243-6
  27. Tsvetkov M., Zaichenko A., Podlesniy D. et al. // E3S Web Conf. 2024. V. 498. ID 02002. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202449802002
  28. Морозов А.Н., Табалин С. Е., Анфимов Д.Р. и др. Хим. физика. 2024. Т. 43. № 6. С. 41. https://doi.org/10.31857/S0207401X24060052
  29. Sharma R.K., Singh T.P., Haydary J., Azad D., Verma A. // Biochar Production for Green Economy. Academic Press. 2024. P. 81. https://doi.org/10.1016/B978-0-443-15506-2.00015-8
  30. Цветкова Ю.Ю., Кислов В.М., Пилипенко Е.Н., Салганская М.В., Цветков М.В. // Хим. физика. 2024. Т. 43. № 7. С. 91. https://doi.org/10.31857/S0207401X24070097
  31. Biswal B.K., Balasubramanian R. // J. Environ. Chem. Eng. 2023. V. 11. № 5. 110986. https://doi.org/10.1016/j.jece.2023.110986
  32. Lin S.L., Zhang H., Chen W.H., Song M., Kwon E.E. // Bioresour. technol. 2023. V. 387. 129588. 
 https://doi.org/10.1016/j.biortech.2023.129588
  33. Manikandan S., Vickram S., Subbaiya R. et al. // Bioresour. Technol. 2023. V. 388. 129725. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2023.129725
  34. Belmesov A.A., Glukhov A.A., Kayumov R.R. et al. // Coatings. 2023. V. 13. № 12. 2075. https://doi.org/10.3390/coatings13122075
  35. Satpati G.G., Devi A., Kundu D. et al. // Environ. Res. 2024. V. 258. 119408. https://doi.org/10.1016/j.envres.2024.119408
  36. Anastasakis K., Ross A.B., Jones J.M. // Fuel. 2011. V. 90. №2. P. 598. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2010.09.023
  37. Imran M., Badshah S.L., Alves J.L.F. et al. // Biomass Conv. Bioref. 2023. P. 1. https://doi.org/10.1007/s13399-023-04741-5
  38. Poo K.M., Son E.B., Chang J.S. et al. // J. Environ. Manage. 2018. V. 206, P. 364. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2017.10.056
  39. Son E.B., Poo K.M., Chang J.S., Chae K.J. // Sci. Total Environ. 2018. V. 615. P. 161. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.09.171
  40. Srividya K., Mohanty K. // Chem. Eng. J. 2009. V. 155. № 3. P. 666. https://doi.org/10.1016/j.cej.2009.08.024
  41. Oladipo A.A., Gazi M. // J. Water Process Eng. 2014. V. 2. P. 43. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2014.04.007
  42. Pahlavan F., Kaur H., Ackerman-Biegasiewicz L.K., Lamanna A., Fini E.H. Resour., Conserv. Recycl. 2024. V. 210. 107810. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2024.107810

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема экспериментальной установки: 1 – баллон с азотом, 2 – регулятор расхода, 3 – электроспираль, 4 – муфельная печь, 5 – образец, 6 – термопара, 7 – кварцевый реактор, 8 – гидрозатвор

Скачать (74KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Фотографии биоуглей SJ300 (слева) и SJ400 (справа)

Скачать (260KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Микрофотография и энергодисперсионный рентгеновский (EDX) спектр биоугля SJ700

Скачать (343KB)
Метаданные
5. Рис. 4. ИК-спектры Фурье биоуглей, полученных из водоросли Saccharina japonica пиролизом при различных температурах

Скачать (148KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025