Пропитка досок из лиственницы: Чем покрыть террасную доску из лиственницы на улице: выбор состава

Содержание

Какими составами нужно защитить лиственницу | Статьи

Багрецова Галина Вячеславовна

главный специалист


Ни для кого не секрет, что пиломатериалы из лиственницы востребованы при строительстве объектов на открытом воздухе, что она идеальный вариант отделочных работ во влажных, агрессивных средах, она любима и востребована. Древесина этой породы дерева не только превосходна по своим внешним качествам, но она устойчива к грибковым поражениям, к возникновению плесени и гнили, к появлению синюшных пятен, к высокой влажности, также не «по зубам» жукам вредителям.

Правда ли то, что лиственница выдержит любую агрессивную среду


При выборе строительных материалов из лиственницы, многие надеются на ее природные качества и считают, что всю остальную «работу» по защите от агрессивных природных факторов, лиственница должна выполнять сама, раз уж она такая несгибаемая, а наша задача только установить ее и все, мы умываем руки.


А вот и не все! Конечно же, древесина дерева сколько может «поборется» с теми или другими вредными воздействиями, но поверьте нашему опыту, силы неравны и в итоге зло победит. Давайте не станем искушать судьбу, а во всем разберемся по порядку. Стоит ли на самом деле обрабатывать ее защитными составами? Смогут ли строительные панели из лиственницы устоять под прямыми солнечными лучами и УФ излучением?



Фото 1. Защитное грунт-масло GNature

Главные враги лиственницы


Одним из главных и, пожалуй, основных «врагов», действующих коварно и разрушительно, в наших регионах, является сезонность, резкая смена перепадов температур и атмосферного давления. Подумайте сами, какие колоссальные нагрузки претерпевает материал за год! Добавьте сюда аномальную плюсовую температуру в зимний период, а на следующий день -30С, сегодня идет дождь, а завтра завалит все снегом.



Фото 2. Лиственница высокого сорта обработанная защитными средствами Renner


Дерево подвержено очень тяжелым испытаниям практически круглосуточно:

  • воздействие солнечных лучей вызывает рассыхание, появление трещин на древесине, меняется структура волокон, нарушается природный защитный слой, она теряет свою былую роскошь, выцветает, сереет, становится неряшливой и неопрятной на вид;
  • колебания влажности, тоже делают свое дело, древесина при избытке влаги впитывает ее, а при сухости отдает ее, все эти природные процессы не могут происходить равномерно, что и вызывает деформацию материала;
  • повышенная влажность может способствовать не только видоизменениям доски, но и ее гниению;
  • в летний зной, когда температура зашкаливает, из деревянных панелей начинает испаряться влага в большей степени из верхних слоев, более глубоко расположенные волокна, остаются неизменны, что и приводит к образованию расколов на поверхности доски.


А что говорить о переходе осени в зиму, неразбериха полная. Днем достаточно тепло и конечно же сыро, но ночью зачастую природа подкидывает сюрпризы, температура отпускается до минусовых отметок, при такой высокой влажности. Вы уже представили, что произойдет? За день необработанная древесина усиленно впитывала в себя влагу не только с поверхности, а также и с торцевых сторон, а потом бац и минусовой показатель!



Фото 3. Лиственничная терраса под маслом Renner


Это приводит к замерзанию воды, к ее кристаллизации в дереве. Вспоминаем физику и это совсем не утешает, вода при замерзании имеет свойства расширяться, нарушая структуру волокон, создавая пустоты в них. Днем же происходит постепенное оттаивание, доска прогревается под лучами солнца и испаряется с ее поверхности. Все это создаст напряжение в доске, приведет к деформации, растрескиванию, а если еще крепеж был произведен не должным образом, то ждите, доски просто вырвет.


Сразу хотим сказать, что это не просто реклама антисептиков, хотите используйте их, хотите — пусть древесина стоит не обработанной. Мы постарались нарисовать вам картину, что можно ожидать в последствии без достаточной защиты, даже у такой древесины, как лиственница, не говоря уже о хвойных породах.



Фото 4. Лиственница обработанная защитным маслом для террас

Для тех, кто понимает важность качественной покраски…


Для тех господ, кто призадумался, хотим посоветовать защитить свое строение, отделку, специальными защитными составами. Лиственница точно такое же дерево, пусть более устойчива к сырости, но помимо прочего также перегревается и переохлаждается, лучи солнца не обходят и эту «красавицу» стороной, пусть она менее восприимчива, но все же стоит должным образом позаботиться о ней, тем более материалы из сибирской лиственницы не копеечные по стоимости, а вы не собираетесь выкидывать деньги на ветер.


как укладывать, чем обработать +Видео

Стильная, качественная террасная доска из лиственницы пользуется огромным спросом у покупателей. Материал экологически чистый, прочный и водостойкий. Применяется, как для внутренней, так и для внешней отделки помещения и обустройства мостиков, дорожек. Сегодня мы объясним вам, почему этот облицовочный материал следует покупать. Расскажем мы и о том, чем покрыть и как обработать террасный пол из лиственницы.

Классификация террасной доски

Виды террасной доски делятся по разным критериям: материалу, по характеру поверхности, толщине, виду профиля.

По толщине террасные доски бывают следующие:

  • 1,8 – 2,2 см;
  • 2,5 – 3 см;
  • 4,2 – 4,8 см.

По характеру поверхности террасная доска может быть гладкая, а также рифленая в виде вельвета или рубчика.

По виду профиля террасные доски делится на: прямоугольные и скощенные. Скошенная доска имеет закругленные или скошенные бока, что позволяет укладывать ее внахлест, скрыв зазоры.

Террасная доска изготавливается из следующих материалов:

  1. натурального дерева;
  2. термомодифицированной древесины;
  3. ПВХ;
  4. древесно-полимерного композита.

В качестве натурального материала используют ценные породы тропических деревьев. Они обладают высокими прочностными характеристиками и повышенной устойчивостью к влаге.

Наиболее традиционными и классическими материалами являются лиственница, сибирский кедр и сосна.

В лиственнице находится смола, которая отталкивает лишнюю влагу. Она не склонна к гниению. При намокании лиственница становится каменной.

Сосну нужно периодически покрывать антисептиком, потому что она подвержена воздействию влаги.

Термомодифицированная древесина – это дерево, подверженное вакуумной обработке антисептиками. Благодаря обработке меняется цвет древесины, повышается ее прочность.  Обработанная древесина приобретает эластичность, увеличивается ее водоотталкивающая способность, она не деформируется и не гниет.

Доска из поливинилхлорида – экологична, безопасна, влагоустойчива, стоимость ее невысока.

Террасная доска из древесно-композитного материала – декинг.

Декинг (англ. Decking) переводится, как деревянный настил. Это высококачественный строительный материал, в котором соединились 70% дерева и полимер, который улучшает качество доски. Полимер избавляет строительный материал от недостатков древесины: подверженности гниению, появлению жучков, грибков, зазубрин и трещин, горючести. Древесно-полимерный композит (ДПК), из которого изготавливают террасную доску, обладает наилучшими свойствами древесины.

Классы и сорта гладкой террасной доски из лиственницы

В зависимости от дефектов гладкой террасной доски из лиственницы различают Экстра и Премиума-класса. От класса зависит стоимость доски.

Доска Экстра-класса не имеет никаких дефектов, поверхность ее ровная, гладкая. Предназначена террасная доска Экстра-класса для VIP-объектов. Стоимость ее от 30 долларов за квадратный метр.

Половица класса Прима имеет незначительный дефект. На несколько половиц выявляется один сучок. Поверхность доски гладкая, неоднородная. Стоимость ее значительно ниже. Цена за квадратный метр от 20 долларов.

Террасная доска имеет свой сорт того или иного класса.

Сорт А – высокого качества. Поверхность половицы гладкая, не требует дополнительной обработки. Сучков, зазубрин, темных пятен не имеется.

Сорт B – допускает наличие нескольких сучков на панели. Поверхность доски гладкая.

Сорт C  имеет много сучков и шероховатостей, он низкого качества.

Сорт АB – отличается высоким качеством, отсутствием сучков, идеально гладкой поверхностью. Его недостатком является различие половиц по цвету. Основной цвет представлен светлыми и темными оттенками. Стоимость этого сорта низкая, поэтому пользуется огромным спросом.

Использование террасной доски

Преимущества террасной доски из лиственницы

  • Это натуральный материал из дерева, не выделяющий вредных веществ.
  • Низкая себестоимость позволяет приобрести террасную доску вне зависимости от семейного бюджета.
  • Влагоустойчивость террасной доски способствует предохранению ее от деформации. Повышенная влажность окружающей среды не страшна для деревянного покрытия, потому что смола, входящая в ее состав, невосприимчива к воде. Поэтому атмосферные осадки не портят внешний вид пола.
  • Доска обладает высокой прочностью, на ней не появляется трещин и сколов на протяжение времени, она не рассыхается от ультрафиолетовых лучей и резких перепадов температур. Грязь на полу быстро смывается, никакое моющее средство не может повредить структуру декинга.
  • Рифленая поверхность покрытия из лиственницы препятствует скольжению, поэтому не стоит бояться упасть на полу. Можно ходить по нему и босиком, не страшась занозить ногу или обжечься о раскаленную поверхность (не нагревается от активного солнца).
  • При монтаже террасного пола специалисты укладывают его плотно без зазоров, поэтому исключается возможность прорастания травы.
  • Декинг не подвергается грибковому заражению и гниению.
  • Террасная доска из лиственницы широко используется на приусадебных участках и внутри помещения.

Декинг имеет разную окраску, поэтому некоторые владельцы домов применяют его для художественной отделки кухни, спальни, гостиной.

  1. Снаружи помещения террасная доска применяется в беседках в качестве напольных покрытий.
  2. Полы балконов, лоджий, террас также покрываются декингом. В некоторых случаях возможно покрытие террасной доской стен.
  3. Садовые дорожки, сделанные из декинга, не скользят даже при сильных морозах и атмосферных осадках.
  4. Из-за того, что террасная доска препятствует скольжению, из нее выкладывают территории, прилегающие к бассейну.
  5. Игровые и танцевальные площадки выкладывают декингом из-за прочности материала и его натуральности.
  6. Поверхности палуб, кораблей, яхт, причалов, набережных покрывают террасной доской, потому что она устойчива к повышенной влажности и сохраняет свои свойства в соленой воде.

Постарайтесь восстановить как можно больше выносливости, когда Pyro Regisvine не атакует.Настоятельно рекомендуется попытаться сэкономить выносливость, если нет необходимости убегать от его атак.

Уничтожение светящегося красного кристалла на базе Pyro Regisvine оглушит его на несколько секунд, давая вам возможность атаковать своими лучшими комбо. Однако после его уничтожения его слабым местом будет не голова, до которой может быть трудно добраться с помощью персонажей ближнего боя.

Когда Pyro Regisvine меняет свое слабое место, вашим персонажам ближнего боя может быть трудно атаковать его слабую голову.Вам придется использовать персонажей, которые используют луки и пытаются целиться в голову.

Атаки водной стихии Барбары чрезвычайно полезны против Pyro Regisvine. Используйте это, чтобы уничтожить светящийся красный кристалл, чтобы оглушить Pyro Regisvine всякий раз, когда он присутствует.

После того, как вы оглушили Pyro Regisvine, попробуйте использовать все элементальные способности ваших персонажей, чтобы нанести больше урона с помощью элементальных реакций.

Использование обычной атаки Барбары или Моны может нанести огромный урон Pyro Regisvine, особенно если вы собираетесь целиться в его слабое место.

Стихийные способности Фишля и Цици дополняют статус мокроты, которым обладают Мона и Барбара. Это позволит вам нанести больше урона, когда Pyro Regisvine уязвима от оглушения.

Этого легко можно избежать, если не прекращать движение влево или вправо, пока снаряды не исчезнут.

Этого можно избежать, отойдя от красных кругов, которые видны на земле. Постарайтесь сохранить выносливость на протяжении всего боя и убегайте от красных кругов, чтобы избежать повреждений.

Когда Pyro Regisvine смотрит вниз, немедленно сделайте шаг в сторону, чтобы полностью избежать этой атаки. Иногда эта атака выполняется до 3 раз подряд, убедитесь, что атака окончена, прежде чем пытаться атаковать снова.

Избегайте этой атаки непрерывным рывком влево или вправо, пока не закончится шквал огненного шара.

Мощная атака огненным шаром, порождающая цветок, который взорвется через несколько секунд. Взрыв также воспламенит землю, которая может нанести урон, если на нее наступить.

Список начальников

Смолы и лаки для пропитки

  • СМИ и отношения с инвесторами

      • пресс-релизы

        • Актуальные пресс-релизы
        • Заказать пресс-релизы
        • Архивные пресс-релизы
      • Информация для акционеров и инвесторов

        • Ключевые цифры
        • Информация о цене акций
        • Основные акционеры
      • Ежегодное общее собрание

        • Приглашение на собрание акционеров
      • Отчеты и публикации

        • Финансовые отчеты
        • Брошюры
      • Форма обратной связи
  • Корпоративное управление

    • Корпоративное управление

        • Структура группы и акционеры
        • Структура капитала
        • совет директоров
        • Исполнительная дирекция
        • Вознаграждение, участие в прибыли и займы
        • Право участия акционеров
        • Смена контроля и мер защиты
        • Аудитор
        • Информационная политика
      • Устав корпорации
      • Правила организации
      • Нормы поведения
  • Карьера

    • Работая с нами

        • Причины работать с нами
        • Ваше профессиональное развитие
        • Функциональные области
        • Карьерные возможности
        • Где нас найти
    • Портал вакансий

      • Текущие вакансии
    • Часто задаваемые вопросы о карьере
  • Финансовые отчеты
  • Von Roll Group
  • фонролл. институт
  • Рынки

    • Все рынки
    • Производство энергии

      • Ветряные электростанции
      • Гидроэлектростанции
      • Угольные электростанции
      • Газовые и нефтяные электростанции
      • Атомная электростанция
      • Дизель-генераторные установки
    • Передача энергии

      • Сетка передачи
      • Сетка хранилища
    • Промышленное применение

      • Бытовая техника
      • Гидравлические приложения: подшипники и шариковые подшипники
      • Кабельная промышленность
      • Бумажная, текстильная и полиграфическая промышленность
      • Прессы и печи
      • Электронная промышленность
      • Электроприводы

        • Высоковольтные электроприводы
        • Низковольтные электроприводы
      • Транспортные отрасли

        • Автоматизированная индустрия
        • Железнодорожная промышленность
        • Авиационная промышленность
    • Производство энергии

      • Ветряные электростанции
      • Гидроэлектростанции
      • Угольные электростанции
      • Газовые и нефтяные электростанции
      • Атомная электростанция
      • Дизель-генераторные установки
    • Передача энергии

      • Сетка передачи
      • Сетка хранилища
    • Промышленное применение

      • Бытовая техника
      • Гидравлические приложения: подшипники и шариковые подшипники
      • Кабельная промышленность
      • Бумажная, текстильная и полиграфическая промышленность
      • Прессы и печи
      • Электронная промышленность
        • Электроприводы

          • Высоковольтные электроприводы
          • Низковольтные электроприводы
        • Транспортные отрасли

          • Автоматизированная индустрия
          • Железнодорожная промышленность
          • Авиационная промышленность
  • Товары

      • Продукция из слюды для электроизоляции

        • Ленты для вакуумной пропитки под давлением (VPI)
        • Ленты с высоким содержанием смолы (RR)
        • Изоляционные ленты для проводов
        • Слюдяная мастика
      • Изделия из слюды для теплоизоляции

        • Ленты слюдяные для огнестойких кабелей
        • Слюдяные трубки
        • Коллекторные кольца и прокладки
        • Прессованные листы
        • Высеченные детали
      • Защита от короны

        • Ленты проводящие и полупроводящие
        • Электропроводящие и полупроводящие лаки
        • Токопроводящая мастика
        • Проводящие листы
      • Смолы и лаки

        • Смолы для пропитки
        • Смолы для заливки
        • Покрытие
      • Композиты

        • Наполнитель NextGEN Core
        • Препрег NextGEN
        • Препреги
        • Ламинаты высокого давления
        • Ламинат низкого давления
        • Трубки
        • Длинные детали и профили U&L
      • Гибкие материалы

        • Гибкие ламинаты
        • Бандажные ленты
        • Продукты с покрытием
      • Обработанные детали

        • Направляющие и лопатки
        • Резьбовые стержни и винты
        • Детали изоляции паза
        • Детали, полученные вакуумным формованием
        • Штампованные детали
      • Вспомогательные материалы

        • Укрепляющие ленты
        • Защитные ленты
        • Термоусадочные ленты
        • Разделительная фольга
        • Стеклянные шнуры и рукава
    • Продукция А-Я
    • Сервисы

        • Тестирование
        • Обучение изоляции
  • Новости и события
  • Брошюры
  • Связаться с нами

EN

  • Deutsch
  • 汉语

EN

  • Deutsch
  • 汉语
  • Клиент Von Roll
  • Рынки

    • Все рынки
      • Производство энергии

        • Ветряные электростанции
        • Гидроэлектростанции
        • Угольные электростанции
        • Газовые и нефтяные электростанции
        • Атомная электростанция
        • Дизель-генераторные установки
      • Передача энергии

        • Сетка передачи
        • Сетка хранилища
      • Промышленное применение

        • Бытовая техника
        • Гидравлические приложения: подшипники и шариковые подшипники
        • Кабельная промышленность
        • Бумажная, текстильная и полиграфическая промышленность
        • Прессы и печи
        • Электронная промышленность
        • Электроприводы

          • Высоковольтные электроприводы
          • Низковольтные электроприводы
        • Транспортные отрасли

          • Автоматизированная индустрия
          • Железнодорожная промышленность
          • Авиационная промышленность
      • Производство энергии

        • Ветряные электростанции
        • Гидроэлектростанции
        • Угольные электростанции
        • Газовые и нефтяные электростанции
        • Атомная электростанция
        • Дизель-генераторные установки
      • Передача энергии

        • Сетка передачи
        • Сетка хранилища
      • Промышленное применение

        • Бытовая техника
        • Гидравлические приложения: подшипники и шариковые подшипники
        • Кабельная промышленность
        • Бумажная, текстильная и полиграфическая промышленность
        • Прессы и печи
        • Электронная промышленность
          • Электроприводы

            • Высоковольтные электроприводы
            • Низковольтные электроприводы
          • Транспортные отрасли

            • Автоматизированная индустрия
            • Железнодорожная промышленность
            • Авиационная промышленность
  • Товары

      • Продукция из слюды для электроизоляции

        • Ленты для вакуумной пропитки под давлением (VPI)
        • Ленты с высоким содержанием смолы (RR)
        • Изоляционные ленты для проводов
        • Слюдяная мастика
      • Изделия из слюды для теплоизоляции

        • Ленты слюдяные для огнестойких кабелей
        • Слюдяные трубки
        • Коллекторные кольца и прокладки
        • Прессованные листы
        • Высеченные детали
      • Защита от короны

        • Ленты проводящие и полупроводящие
        • Электропроводящие и полупроводящие лаки
        • Токопроводящая мастика
        • Проводящие листы
      • Смолы и лаки

        • Смолы для пропитки
        • Смолы для заливки
        • Покрытие
      • Композиты

        • Наполнитель NextGEN Core
        • Препрег NextGEN
        • Препреги
        • Ламинаты высокого давления
        • Ламинат низкого давления
        • Трубки
        • Длинные детали и профили U&L
      • Гибкие материалы

        • Гибкие ламинаты
        • Бандажные ленты
        • Продукты с покрытием
      • Обработанные детали

        • Направляющие и лопатки
        • Резьбовые стержни и винты
        • Детали изоляции паза
        • Детали, полученные вакуумным формованием
        • Штампованные детали
      • Вспомогательные материалы

        • Укрепляющие ленты
        • Защитные ленты
        • Термоусадочные ленты
        • Разделительная фольга
        • Стеклянные шнуры и рукава
    • Продукция А-Я
    • Сервисы

      • Тестирование
      • Обучение изоляции
  • Новости и события
  • Брошюры
  • Связаться с нами

Разработка метода физической подготовки древесины антипиреновой пропиткой :: BioResources

Парк, Х. Дж., Вэнь, М. Ю., Кан, К. В., Сун, Ю. X. (2017). «Разработка метода физической подготовки древесины антипиреновой пропиткой», BioRes. 12 (2), 3778-3789.


Abstract

Для достижения более глубокой и однородной пропитки водорастворимыми антипиренами на основе фосфора (WPFR) в этой работе было разработано несколько физических методов предварительной обработки, включая пропил, растачивание и их комбинацию для строительной квадратной древесины. столбы в деревянных постройках.Исследования проводились на трех древесных породах: суги ( Cryptomeria japonica ), лиственнице ( Larix olgensis ) и пихте Дугласовой ( Pseudotsuga menziesii Franco), которые обычно считаются тугоплавкими породами древесины. Было оценено влияние метода предварительной обработки на химическое поглощение, химическое проникновение и механические свойства. Эти методы сравнивались с методом надрезания, традиционным методом, используемым для защиты древесины. Результаты показали, что предварительная обработка эффективно увеличивала поглощение и проникновение химических веществ, особенно в древесину лиственницы.Хотя традиционный метод надрезания также увеличивал поглощение химикатов, он снижал модуль разрыва (MOR) и прочность на сжатие. Для пропитки древесины WPFR рекомендуется расточный и комбинированный методы с диаметром растачивания менее 12 мм.


Скачать PDF


Полная статья

Разработка метода физической предварительной обработки древесины огнезащитной пропиткой

Hee-Jun Park, a , b Ming-Yu Wen, b, * Chun-Won Kang, a и Yao-Xing Sun b

Для достижения более глубокой и однородной пропитки водорастворимыми антипиренами на основе фосфора (WPFR) в этой работе были разработаны несколько методов предварительной физической обработки, включая пропил, растачивание и их комбинацию для деревянных квадратных столбов в деревянных зданиях. .Исследования проводились на трех древесных породах: суги ( Cryptomeria japonica ), лиственнице ( Larix olgensis ) и пихте Дугласовой ( Pseudotsuga menziesii Franco), которые обычно считаются тугоплавкими породами древесины. Было оценено влияние метода предварительной обработки на химическое поглощение, химическое проникновение и механические свойства. Эти методы сравнивались с методом надрезания, традиционным методом, используемым для защиты древесины. Результаты показали, что предварительная обработка эффективно увеличивала поглощение и проникновение химических веществ, особенно в древесину лиственницы.Хотя традиционный метод надрезания также увеличивал поглощение химикатов, он снижал модуль разрыва (MOR) и прочность на сжатие. Для пропитки древесины WPFR рекомендуется расточный и комбинированный методы с диаметром растачивания менее 12 мм.

Ключевые слова: огнезащитная пропитка; Физический метод лечения; Механическое свойство

Контактная информация: a: Департамент жилищного экологического дизайна и Исследовательский институт экологии человека, Колледж экологии человека, Национальный университет Чонбук, Чонджу 561-756, Корея; b: Ключевая лаборатория древесных материалов и инженерии, Университет Бэйхуа, провинция Цзилинь, Цзилинь, Китай, 132013; * Автор, ответственный за переписку: jlwenmingyu @ 163. com

ВВЕДЕНИЕ

Древесина, используемая для строительных целей, обрабатывается консервантами для древесины, антипиренами, стабилизаторами или водоотталкивающими добавками. Во всех случаях успех обработки древесины зависит от глубины и равномерности распределения. Одним из факторов, влияющих на пропитку, является возможность обработки древесных пород этими химикатами, что в свою очередь влияет на качество продукции (Rice 1996; Lande et al. 2010).

Пропитка древесины с низкой проницаемостью химическими растворами чрезвычайно сложна.Кроме того, низкая проницаемость многих пород древесины вызывает длительное время сушки, большие потери материала после сушки и дорогостоящие процессы сушки (Comstock 1970; Flynn 1995; Chuang and Wang 2002;). Суги ( Cryptomeria japonica (L. f.) D. Don), пихта Дугласа ( Pseudotsuga menziesii (Mirbel) Franco) и лиственница ( Larix olgensis Henry) относятся к категории чрезвычайно сложных в обработке пород хвойных пород и являются определяется как огнеупорная древесина. Аспирация ямок и включение веществ сердцевины древесины приводит к снижению проницаемости пихты Дугласа (Islam et al. 2007а, б; 2009, 2014). Некоторые исследователи предположили, что древесина лиственницы имеет плохую проницаемость, ее трудно сушить и имеет тенденцию к раскалыванию, потому что она содержит большое количество смолы и камеди внутри (Bao и др. 1984, 1999; Bao and Lu 1992). Для древесины лиственницы характерны узкая заболонь и просторная сердцевина. Хотя область сердцевины древесины занимает большую часть бревна, участки окаймленной ямы в сердцевине древесины оказывают огромное влияние на миграцию влаги во время периодов сушки и пропитки (Ким и Парк 1991; Чун и Ахмед 2006).Суги — вид с низкой проницаемостью. Он имеет высокий коэффициент аспирации ямок до 80% до тех пор, пока содержание влаги не снизится до точки насыщения волокна, а затем приведет к значительному снижению проницаемости (Кумар и Моррелл, 1989).

Одна из идей по практическому увеличению проницаемости этих пород — обработка образцов древесины перед пропиткой для увеличения доступной площади пропитки. Пропиливание и растачивание — это два метода, которые наиболее часто используются для ускорения высыхания и уменьшения количества проверок на консерванты древесины.Для сушки пиломатериалов за короткое время и с небольшим количеством дефектов или без них были разработаны различные методы сушки, химические модификации и предварительная физическая обработка (Lee et al. 2012; Lee and Shin 2012, 2014). Указанные авторы разработали новый концептуальный материал под названием «кожа-древесина», в котором в центре каждого деревянного элемента просверливается большое отверстие. Для облегчения сушки и консервирования круглого леса Evans et al. (2000) и Yeo et al. (2007) предложил использовать метод центрирования, при котором просверливается отверстие от одного конца бруса до другого конца (Lim et al. 2013). Они сообщили, что метод центрирования может снизить потребление энергии без потери структурной целостности. Однако эти обработки применялись только при сушке древесины, чтобы предотвратить засыхание. Проволока — это одна из видов обработки перед сушкой, которая состоит из разрезов вдоль продольной оси и поперек обеих сторон квадратной стойки, и она имеет потенциал для значительного сокращения времени сушки и деформации (Ruddick and Ross 1979; Morrell and Newbill 1986; Rozas и Steinhagen 1996; Mallo et al. 2014). Эванс и др. . (2000) применили одинарную и двойную пропилку, растачивание по центру и надрез для зеленых, очищенных и надрезанных столбов корейской сосны, чтобы уменьшить количество проверок при обработке консервантами. Они сообщили, что методы пропиловки и центрирования были эффективными в сокращении количества проверок в стойках, обработанных консервантом. Канг и др. (2015) исследовали влияние продольной пропилки на сушильные свойства больших квадратных пиломатериалов из корейской красной сосны с предварительной обработкой при высокой температуре и низкой влажности (HTLH) с последующей сушкой на воздухе или радиочастотной / вакуумной (RF / V) сушкой.

В этом исследовании мы предлагаем метод улучшения проницаемости некоторых огнеупорных пород древесины путем обработки перед пропиткой за счет увеличения площади контакта пропитки с использованием пропилов, растачивания и комбинации предварительных обработок. Затем было исследовано влияние этих предварительных обработок на проницаемость и проникновение, а также влияние на механические характеристики.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Подготовка образцов древесины

Для этого исследования были выбраны три тугоплавких породы дерева: суги, лиственница и пихта Дугласа.Плотность суги, лиственницы и пихты Дугласа составляла 0,34, 0,51 и 0,45 г / см 3 соответственно. Для каждого вида у Happy Home Wood Tech были приобретены небольшие образцы размером 30 мм (радиальный) × 30 мм (тангенциальный) × 500 мм (продольный). Co., Ltd. (г. Мокпхо, Корея). Образцы древесины были высушены до содержания влаги приблизительно от 8% до 12% и отсортированы, чтобы исключить образцы с видимыми трещинами и сучками. Доля сердцевины образцов суги составила 90%, для пихты Дугласа она составляла 70%, а для лиственницы — 100%.Основными компонентами водорастворимого раствора антипирена были полимер фосфата аммония (APP), гуанил, фосфат мочевины (GUP), фосфоновая кислота и небольшое количество добавок с концентрацией антипирена 25%, удельный вес 1,13 (20 ± 2 ° C) и pH 7,6 (20 ± 2 ° C).

Разработка и обработка методов

Следующий метод предварительной обработки для улучшения проницаемости для пропитки был применен к образцам с квадратными штифтами перед пропиткой под вакуумом:

(1) Контроль : Без обработки или обработки

(2) Надрез : Обработка проводилась на деревообрабатывающей фабрике с использованием обычного рисунка, используемого для консервирования изделий из дерева.Используемая частота стволов была приблизительно 6600 стволов / м 2 ; каждое отверстие имело длину 13 мм и глубину 3 мм. В направлении ширины расстояние между отверстиями составляло 8 мм. Четыре стороны каждого образца были одновременно надрезаны на надрезном станке.

(3) пропил : Образцы размером 30 × 30 × 500 мм (радиальные × тангенциальные × продольные) распиливали в центре каждой стороны на глубину 5 мм при ширине 3,5 мм по всей длине.

(4) Расточка : Образцы размером 30 × 30 × 500 мм просверливали по центру с отверстиями диаметром 6, 8, 10 или 12 мм на глубине 1/4 длины с каждой поперечной стороны.

(5) Комбинация растачивания и пропила : Используя образцы для растачивания, пропил проводился по той же схеме, что и для образцов размером 30 × 30 × 500 мм.

Образцы были определены следующим образом:

C: Контроль; I: надрезание; K: пропил; B-6, -8, -10 и -12: метод растачивания диаметром 6, 8, 10 и 12 мм соответственно; BK-6, -8, -10 и -12: комбинированный метод растачивания и пропила диаметром 6, 8, 10 и 12 мм.

Оценка M механическая P roperties

Из образцов размером 30 × 30 × 500 мм были приготовлены 10 образцов для каждого метода, и всего 110 образцов для каждого вида были испытаны на модуль разрыва (MOR) на универсальной испытательной машине (AGS-10 KN, Shimazu Corporation , Киото, Япония) в соответствии с методом испытаний KSF 2208 (2004).Образцы размером 30 × 30 × 60 мм были подготовлены для испытаний на прочность при сжатии и были испытаны в соответствии с KSF 2206 (2004).

Оценка проницаемости и проникновения

Из образцов размером 30 × 30 × 500 мм были приготовлены пять повторов для каждого метода и всего 55 образцов для каждой породы древесины. Растворимый в воде раствор антипирена на основе фосфора (WPFR), который был приготовлен в лаборатории, был смешан с синими чернилами перед пропиткой, чтобы облегчить наблюдение за проникновением и распределением.Образцы вакуумировали при -0,098 МПа в течение 5 мин и прикладывали давление 15 кгс / см 2 в течение 1 ч. До и после пропитки образцы взвешивали и рассчитывали поглощение. После пропитки образцы сушили на воздухе в течение двух недель, а затем сушили при 60 ° C до влажности 12%. Затем образцы были разрезаны на небольшие образцы со средней длиной интервала 5 см для наблюдения за проникновением и распределением.

Статистический анализ

Механические данные анализировали с использованием статистической программы IBM SPSS Statistics (SPSS 19.0, Нью-Йорк, США). Чтобы определить, существует ли значительная разница в механических свойствах между разными методами, данные MOR и прочность на сжатие были проанализированы с использованием однофакторного дисперсионного анализа. Чтобы сравнить и оценить

Lorch, Lee — Энциклопедия Арканзаса

Ли Лорч был профессором математики в Колледже Филандера Смита в Литл-Роке (округ Пуласки) во второй половине 1950-х годов. Он и его жена Грейс Лорч были вовлечены в борьбу за гражданские права чернокожих в центральном Арканзасе.Как пожизненный левый активист, он также привлек внимание следственных комиссий как на федеральном уровне, так и на уровне штатов.

Ли Лорч родился у Адольфа Лорча и Флоренс Лорч в Нью-Йорке 20 сентября 1915 года. Дедушка и бабушка Лорча были еврейскими иммигрантами из Германии (старый город в долине реки Рейн называется Лорч). Его мать была школьной учительницей, пока не вышла замуж, а его отец в конце концов стал совладельцем небольшой фабрики. У Лорча было трое братьев и сестер: Артур, Регина и Джудит.

Лорч окончил Корнельский университет в 1935 году. После получения докторской степени по математике в Университете Цинциннати в 1941 году он некоторое время работал в Национальном консультативном комитете по аэронавтике. Он женился на Грейс Лонерган, учительнице бостонской школы, в декабре 1943 года. После службы в ВВС США во время Второй мировой войны он стал инструктором городского колледжа Нью-Йорка в 1946 году.

Хотя не подтверждено, был ли Лорч членом Коммунистической партии США (CPUSA) или когда, он всегда был активен в левых движениях.В аспирантуре он помог организовать расово интегрированный союз учителей государственных школ в Луисвилле, Кентукки. Поскольку Лорч в конце 1940-х годов помогал организовывать протесты других белых арендаторов в сегрегированном жилом проекте на Манхэттене, принадлежавшем Metropolitan Life Insurance Company, он потерял работу в Городском колледже и Государственном университете Пенсильвании. Он преподавал в Университете Фиск в Нэшвилле, штат Теннесси, с 1950 по 1955 год.

Лорч был вызван в Комитет по антиамериканской деятельности Палаты представителей (HUAC) в Дейтоне, штат Огайо, для дачи показаний о членстве в CPUSA в 1954 году.Он сослался на Первую поправку, а не на Пятую поправку, как на причину отказа от сотрудничества. HUAC обвинил его в неуважении к Конгрессу. Его трудовой договор не был продлен Попечительским советом Fisk. Лорч привлек внимание HUAC по крайней мере еще в 1950 году. На протяжении многих лет его деятельность также подвергалась тщательной проверке Объединенным законодательным комитетом Луизианы по вопросам сегрегации и Комитетом по специальному образованию Законодательного совета Арканзаса.

Лорч переехал в Литл-Рок в 1955 году, чтобы стать заведующим кафедрой математики в Колледже Филандера Смита.Почти три года он, Грейс, и их дочь Алиса комфортно жили среди чернокожих жителей Литл-Рока. Они были соседями Дейзи и Л.С. Бейтсов, борцов за гражданские права и издателей газеты Arkansas State Press . Долгое время он был активным членом Национальной ассоциации содействия прогрессу цветных людей (NAACP), Лорч был представителем отделения в Литл-Рок. Его официальная просьба к школьному совету Литл-Рока о помещении его дочери в черную начальную школу была отклонена (аналогичная просьба была отклонена школьным советом Нэшвилла незадолго до слушания его дела в HUAC).Когда Алисе и черным друзьям запретили пользоваться общественным катком на роликах, ее отец подал протест в Комиссию по паркам Литл-Рок.

Когда 4 сентября 1957 года «Девять из Литл-Рок» попытались поступить в Центральную среднюю школу, Лорч стоял рядом со школой. В то же утро его жена помогла члену Little Rock Nine Элизабет Экфорд сесть в автобус, чтобы спастись от окружавшей ее толпы. Согласно по крайней мере одному сообщению, Ли Лорч сопровождал Дейзи Бейтс и полицейских Литл-Рока, когда они три недели спустя протащили учеников через боковую дверь школьного здания.В последовавшие за этим напряженные месяцы Лорчес сожгли крест на лужайке перед домом и засунули динамит под дверь гаража. Алису избили дети в своей школе.

Во время пребывания семьи Лорчес в Литл-Роке генеральный прокурор Арканзаса Брюс Беннетт пытался возбудить против них дело на основании Закона штата о регистрации коммунистов 1951 года. Наряду с Дейзи Бейтс и редактором Arkansas Gazette Гарри Эшмором, Лорчес были предметом озабоченности на слушаниях Комитета по специальному образованию в конце 1958 года.

Хотя Лорч был оправдан федеральным судьей за неуважение к Конгрессу в 1954 году, национальный офис NAACP уже дистанцировался от Lorch из-за его предполагаемых коммунистических связей (хотя эту позицию не разделяли местные активисты NAACP). Семья Лорче покинула Литл-Рок весной 1958 года. Лорч ушел из колледжа Филандера Смита и провел год в Уэслианском университете в Коннектикуте. Поскольку для Лорча стало невозможно найти надежную академическую работу в Соединенных Штатах, он переехал со своей семьей в Канаду в 1959 году.Остаток долгой и успешной карьеры он проработал математиком в канадских университетах.

За свою карьеру Лорч был известен тем, что побуждал своих афроамериканских учеников к высшему образованию по математике, и его действия в разгар Второй красной паники часто сочувственно интерпретировались черной прессой.

Ли Лорч умер 28 февраля 2014 года. Грейс Лорч умерла в 1974 году.

Для дополнительной информации:
Бейтс, Дейзи. Длинная тень Литл-Рока: воспоминания . Нью-Йорк: Компания Дэвида Маккея, 1962.

Фариелло, Гриффин, изд. Red Scare: Воспоминания об американской инквизиции, устная история . Нью-Йорк: W. W. Norton and Company, 1995.

.

Гилпин, Патрик Дж. И Мэрибет Гэсман. Чарльз С. Джонсон: лидерство за завесой в эпоху Джима Кроу . Олбани: State University of New York Press, 2003.

Иггерс, Вильма и Георг Иггерс. Две жизни в неопределенные времена: встреча с вызовами 20-го века -го -го века как ученые и граждане .Нью-Йорк: Berghahn Books, 2006.

.

Катагири, Ясухиро. Черная свобода, белое сопротивление и красная угроза: гражданские права и антикоммунизм на юге Джима Кроу . Батон-Руж: Издательство государственного университета Луизианы, 2014.

Kenschaft, Патриция Кларк. Изменения возможны: истории женщин и меньшинств в математике . Провиденс, Род-Айленд: Американское математическое общество, 2005.

Марголик, Дэвид. Элизабет и Хейзел: Две женщины из Литл-Рока .Нью-Хейвен, Коннектикут: Издательство Йельского университета, 2011.

Ньюкирк, Энтони Б. «Ли и Грейс Лорч в Литл-Роке, 1955–1958». Исторический обзор округа Пуласки 64 (осень 2016 г.): 96–111.

———. «« Долгая история »: Лорчес и Литл-Рок, 1955–1959». Arkansas Historical Quarterly 76 (осень 2017 г.): 248–267.

Stockley, Grif. Дейзи Бейтс: Крестоносец за гражданские права из Арканзаса . Джексон: Издательство Университета Миссисипи, 2005.

Йоркский университет: Новости из архивов и специальных коллекций Клары Томас. «Месяц черной истории. Избранные фонды: Ли и Грейс Лорч». http://deantiquate.blog.yorku.ca/2012/02/24/bhm2012_leeandgracelorch/ (по состоянию на 12 июня 2015 г.)

Энтони Б. Ньюкирк
Филандер Смит Колледж

Последнее обновление: 12.12.2017

Устойчивый фотокатализатор для разложения этилфиолетового красителя

Это исследование направлено на разработку простого и недорогого метода производства пористого активированного угля, содержащего ZnO ​​(AC-ZnO), приготовленного из кеков алжирских оливковых отходов, и его использования в качестве Фотокатализатор для разложения этил-фиолетового красителя.Синтезированный материал AC-ZnO охарактеризовали с использованием порошковой дифракции рентгеновских лучей, измерений площади поверхности по БЭТ, рамановской микроскопии, термогравиметрического анализа, спектроскопии диффузного отражения в УФ-видимой области и измерений дзета-потенциала. Эффективность разложения оценивали с помощью красителя Этилфиолетовый (EV) в водном растворе при УФ-облучении, подаваемом ксеноновой дуговой лампой через стеклянный фильтр из пирекса (отсечка 280 нм), и продукты разложения идентифицировали с помощью масс-спектроскопии с ионизацией электрораспылением.Дополнительные эксперименты были проведены в потоке N 2 и с изопропиловым спиртом для изучения роли супероксидных и гидроксильных радикалов соответственно. Количество радикала OH, образующегося на облученном AC-ZnO, было проверено с терефталевой кислотой, которая может действовать как химическая ловушка для радикалов OH. Результаты этого исследования показывают, что AC-ZnO является потенциальным катализатором для удаления загрязняющих веществ, а радикалы OH являются ключевыми частицами для разложения EV.Кроме того, это исследование открывает возможность производить более дешевую основу из активированного угля из оливковых отходов для целей восстановления окружающей среды.

1. Введение

Фотокатализ полупроводников стал очень привлекательным из-за его потенциального вклада в область восстановления окружающей среды. В частности, TiO 2 широко используется в качестве фотокатализатора для удаления водных загрязнителей. Хотя в большинстве фотокаталитических исследований в качестве эффективного фотокатализатора используется TiO 2 , ZnO также привлек внимание благодаря своим благоприятным фотокаталитическим свойствам [1–4].Создание и разработка высокоэффективных фотокаталитических материалов кажется сложной задачей. Для приготовления фотокатализаторов использовалось несколько методов, таких как золь-гель, гидротермальный процесс, осаждение и пропитка [5–9]. Создание материалов с благоприятными физико-химическими характеристиками является ключом к созданию эффективных фотокатализаторов. В этом отношении пористые материалы, которые имеют благоприятные текстурные свойства, такие как большая площадь поверхности и большой объем пор и размер пор, были использованы в качестве основы для диспергирования полупроводниковых фотокатализаторов.Среди них активированный уголь оказался перспективным кандидатом из-за его благоприятных текстурных свойств [10, 11]. Однако коммерчески доступные активированные угли по-прежнему дороги во многих странах (особенно в развивающихся) из-за необходимости обработки сырья (древесный уголь, уголь или углерод) физическими и / или химическими методами. Таким образом, высокая стоимость затрудняет их применение в нескольких областях [12]. Это впоследствии приводит к растущему интересу к исследованиям экономичного производства активированного угля.В последние годы ряд исследований показал, что некоторые промышленные и сельскохозяйственные побочные продукты, включая макулатуру [13], отработанные шины [14], рисовую шелуху [15], кукурузные початки [16], косточки абрикоса [17], финики камень [18] и шелуха кокоса [19] потенциально могут использоваться в качестве прекурсоров для получения активированного угля для удаления красителей из сточных вод. В этом отношении оливковые отходы являются потенциальными кандидатами для получения активированного угля по сравнению с вышеуказанными материалами. В частности, меньше внимания уделяется использованию кеков из лигноцеллюлозных оливковых отходов для производства активированного угля [20, 21].

Алжир — один из крупнейших производителей оливкового масла в мире [22]. В процессе производства оливкового масла получается около 20% масла; из оставшейся части 30% составляют твердые отходы и 50% — сточные воды [23]. Пироги из оливковых отходов или оливковые выжимки, соответствующие остаткам от процесса экстракции масла, составляют в среднем тонны [24]. Использование этого материала в качестве прекурсора для получения активированного угля не только способствует приготовлению катализатора или адсорбента для удаления водных загрязнителей, но также приводит к эффективному удалению и переработке твердых отходов в продукты с добавленной стоимостью при производстве оливкового масла. .Несмотря на то, что существует несколько исследований, в которых сообщалось о приготовлении материалов на основе активированного угля для фотокаталитических применений, в существующих исследованиях отсутствует одно или несколько из следующего: (i) дешевое приготовление активированного угля с использованием алжирских лепешек из оливковых отходов, (ii) пропитка активированного угля фотоактивным ZnO, (iii) исчерпывающая физико-химическая характеристика носителя и фотоактивного материала, (iv) использование этих материалов для удаления водных загрязнителей, особенно для удаления красителей, (v) тщательный анализ фотокаталитических побочных продуктов с использованием масс-спектрометрии с ионизацией электрораспылением (ESI-MS) и (vi) систематический анализ, обеспечивающий взаимосвязь между структурой и активностью.

Настоящие работы исследуют использование алжирских жмыхов из оливковых отходов в качестве потенциального сырья для получения активированного угля (AC) в качестве основы для пропитки ZnO. Кроме того, здесь также подробно рассматривается разложение катионного красителя, этилфиолетового (EV), с использованием этого устойчивого катализатора, полученного диспергированием ZnO на катализаторе AC (AC-ZnO) под воздействием (УФ) светового излучения. Этил-фиолетовый (EV) — синтетический катионный краситель, принадлежащий к группе трифенилметана (TPM), который хорошо растворяется в воде [25].Среди различных классов синтетических красителей, используемых в текстильной, бумажной, кожевенной, косметической и пищевой промышленности, красители TPM являются самой большой и универсальной группой красителей, играющих важную роль [26, 27]. Эти красители представляют собой устойчивые молекулы, поскольку они устойчивы к разложению. Эти красители имеют сложную ароматическую структуру, характеризующуюся хромофорным центром, состоящим из трех фенильных групп, окружающих центральный атом углерода [28, 29]. В частности, эти красители TPM токсичны, канцерогены или мутагены и опасны для здоровья.Кроме того, сообщалось, что TPM может вызывать рост опухоли у некоторых видов рыб и индуцировать образование опухоли печени у грызунов. Кроме того, он вызывает нарушения репродуктивной функции у кроликов и рыб [30].

Исследование показало, что вновь синтезированный материал может быть использован для удаления загрязняющих веществ из водной среды. Прежде всего, метод, используемый здесь для приготовления переменного тока, является рентабельным, и, таким образом, это исследование проложит путь для творческого и экономичного использования алжирских оливковых отходов.

2. Материалы и методы
2.1. Материалы

Без дополнительной очистки, этилфиолетовый (EV) (основной фиолетовый 4) (Sigma-Aldrich) был использован в качестве модельного органического красителя, а деионизированная вода () была использована для приготовления смесей растворов. Гексан (Sigma-Aldrich), гидроксид натрия (Acros), нитрат калия (Acros), конц. азотная кислота (HNO 3 ) (класс ACS), терефталевая кислота (TPA) (Acros, 98%), гексагидрат нитрата цинка (Zn (NO 3 ) 2 .6H 2 O) (Sigma-Aldrich ) и изопропиловый спирт (Fisher Scientific) использовались в исходном виде.Для исследований ESI-MS использовалась вода сорта Optima.

2.2. Синтез материала AC-ZnO

Жмых из оливковых отходов, полученный на заводе по производству масла, расположенном в Бежайя, Алжир, использовали в качестве сырья для производства носителя из активированного угля. Сначала оливковые отходы промывали несколько раз водопроводной водой, а затем дистиллированной водой для удаления примесей; наконец, он был очищен гексаном для удаления остаточного масла. Полученное твердое вещество сушили на открытом воздухе. Затем высушенные лепешки из оливковых отходов прокаливали при 400 ° C в течение 30 минут.в муфельной печи, и полученный древесный уголь измельчали ​​и просеивали с использованием стандартных сит, где диаметр выбранных частиц составлял от 400 до 250 мкм мкм. Затем частицы подвергали пиролизу в токе азота (N 2 ) (50 см, 3 / мин) при 800 ° C в трубчатой ​​печи в течение 1 часа.

Обычно получение активированного угля можно разделить на два типа, а именно, физическая активация и химическая активация [31]. В частности, для химической активации используются активирующие агенты, которые включают KOH, ZnCl 2 , H 3 PO 4 и H 2 SO 4 .Активация КОН дает активированный уголь с желаемым распределением пор по размерам [32, 33]. Кроме того, активация КОН обеспечивает материалы с высокой удельной поверхностью (~ 3000 м 9 · 1062 2 9 · 1063 / г) [34]. Хотя не существует общего механизма химической активации, типа и количества активирующего агента, процесса и условий реакции, которые играют важную роль в определении структурных свойств материалов. Поэтому, согласно обзору литературы, мы выбрали наиболее распространенный метод химической активации — активацию КОН, которая обеспечивает улучшенные текстурные свойства материала, в частности мезопористость [35].Кроме того, активация с помощью KOH имеет долгую историю, причем активация угля, кокса и древесного угля с помощью KOH проводится с 1970-х годов [31, 36, 37]. Сообщалось также, что активация КОН также увеличивает адсорбционную способность активированных углей [38, 39].

Карбонизированные оливки затем пропитывали раствором КОН (3 н.) С массовым соотношением 4: 1 (т.е. 4 г КОН на 1 г предварительно обработанного угля). После 24 ч перемешивания пропитанное твердое вещество отделяли простой фильтрацией раствора, и полученный продукт сушили при 175 ° C и давали ему остыть.После охлаждения полученный активированный уголь несколько раз промывали горячей дистиллированной водой для удаления остаточного КОН до тех пор, пока рН обедненного раствора не стабилизировался до нейтрального значения (). Следующим этапом была физическая активация, на которой активированный уголь нагревали до 900 ° C в течение 3 часов в трубчатой ​​печи в потоке азота (N 2 ) (50 см 3 / мин). Приготовление катализатора (AC-ZnO) осуществляли пропиткой активированного угля Zn (NO 3 ) 2 .6 H 2 O (10% w / w ) с последующим нагревом в трубчатой ​​печи при 400 ° C в течение 6 часов в токе азота (50 см 3 / мин). 10% загрузка была выбрана в качестве оптимальной загрузки из предварительных исследований адсорбции, и лучшая эффективность удаления была достигнута при 10% загрузке ZnO. Поэтому в этом исследовании мы использовали 10% ( w / w ) загрузку ZnO на AC в качестве фотокатализатора. Схема S1 в дополнительном разделе суммирует различные этапы получения активированного угля и AC-ZnO.

2.3. Характеристика

Порошковые дифракционные рентгенограммы (XRD) были записаны в условиях окружающей среды с использованием прибора Rigaku Ultima IV с излучением Cu K α (), работающим при ускоряющем напряжении 40 кВ и токе эмиссии 44 мА. Диапазон сканирования (значений) составлял от 20 до 80 ° с размером шага 0,02 °, а скорость сканирования составляла 1 ° / мин. Размеры кристаллитов определяли, применяя уравнение Дебая-Шеррера к пикам при 34,4 ° и 36 °.2 °, 47,4 ° и 56,5 °. Картины дифракции анализировали с использованием программного обеспечения PDXL, предоставленного Rigaku. Рамановские спектры регистрировали с помощью спектрофотометра HORIBA Jobin Yvon LabRAM ARAMIS с внутренним возбуждающим лазером He-Ne (532 нм). Нефильтрованный пучок рассеянного лазерного излучения фокусировался на образец с помощью объектива микроскопа (× 50) на время сбора данных 10 с. Затем излучение рассеивалось решеткой 1800 штр. / Мм на ПЗС-детекторе. Физиосорбционные свойства материала катализатора исследовали с использованием анализатора площади поверхности и размера пор Quantachrome Nova 2200 e .Материал сушили в течение ночи при 70 ° C с последующей обширной дегазацией при 200 ° C, и изотермы адсорбции-десорбции N 2 были получены при 77 K. Площадь поверхности рассчитывалась с использованием уравнения Брунауэра-Эммета-Теллера (БЭТ) в пределах относительное давление () 0,05-0,30. Объем пор был получен из количества азота, адсорбированного при самом высоком относительном давлении. Распределение пор по размерам определяли, применяя уравнение Барретта-Джойнера-Халенды (BJH) к изотерме десорбции.Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FT-IR) использовалась для получения информации о свойствах поверхности. Спектры регистрировали между 4000 и 350 см -1 на приборе Bruker-ALPHA с 24 сканированиями с разрешением 4 см -1 , помещая небольшое количество образца на кристалл алмаза. Спектры диффузного отражения (DRS) были получены в диапазоне длин волн от 190 до 700 нм с использованием спектрофотометра Carry 100 Bio UV-Vis, оснащенного насадкой богомола Harrick DR.Изображения SEM были получены на приборе Oxford. Поверхностный заряд синтезированных материалов регистрировали автотитрацией с использованием анализатора Zetasizer (Malvern Nano ZS-90), регулируя pH суспензии AC-ZnO-электролита (KNO 3 в деионизированной воде). В качестве разбавителя использовалась деионизированная вода. Образцы для испытаний были приготовлены с молярностью 1 мг / мл путем диспергирования известных количеств образца в водном 0,01 М растворе KNO 3 . Уровень pH регулировали путем автоматического добавления 0,1 М КОН и / или HNO 3 .

2.4. Эксперименты по фотокатализу

Эксперименты по фотокатализу проводили по следующей методике. 25 мг фотокатализатора AC-ZnO диспергировали в 50 мл раствора этил-фиолетового ((EV) с начальной концентрацией 20 частей на миллион, а начальный pH был зарегистрирован как ~ 8-9) в кварцевом реакторе с цилиндрической рубашкой. Было отмечено, что pH влияет на поведение спектра этилфиолетового; изменение цвета происходило, когда среда раствора красителя была кислой ().В частности, цвет красителя становился желтым при pH 1 и зеленым и синим при pH 1,5 и 3 соответственно. Кроме того, наблюдалось расширение полосы с красным сдвигом, когда среда была кислой. Характерный пик для раствора красителя был обнаружен при 596 нм, и было обнаружено, что краситель стабилен, когда pH поддерживается как щелочной (pH ~ 8-9). Таким образом, на протяжении всего эксперимента pH поддерживали равным 8-9.

Затем суспензию перемешивали в темноте при 300 об / мин в течение 30 мин.для установления адсорбционно-десорбционного равновесия. Впоследствии УФ-свет подавался ксеноновой дуговой лампой (Newport 1000 Вт) через фильтр из стекла Pyrex (отсечка 280 нм), в то время как температура реакции поддерживалась за счет пропускания воды между стенками реактора на протяжении всего эксперимента. (120 мин.). Интенсивность облучения оценивалась в ~ 95 мВт · см -2 . Первоначально через 10 мин отбирали 5 мл реакционной смеси. интервалы, за которыми следуют 30 мин.и интервалы в 1 час (т.е. 10, 20, 30, 60 и 120 мин.). Затем собранные образцы центрифугировали при 3200 об / мин в течение 15 минут, фильтровали через 0,45 мкм мкм фильтрующую мембрану Millipore, и фильтрат затем анализировали с помощью УФ-видимой спектроскопии.

Дополнительные эксперименты были проведены в потоке N 2 (отсутствие кислорода) и с изопропиловым спиртом (IPA) для изучения роли радикалов О 2 ● — и OH соответственно. Для определения количества радикалов ОН, образующихся на поверхности облученного катализатора (AC-ZnO), в качестве химической ловушки использовали терефталевую кислоту (ТФК).Хорошо известно, что ОН радикалы быстро реагируют с TPA с образованием высоко флуоресцентной 2-гидрокситерефталевой кислоты (2-HTPA). В типичной процедуре 25 мг фотокатализатора добавляли к 50 мл -4 М раствора ТФК, приготовленного с использованием -3 М раствора NaOH. Затем суспензию облучали УФ-светом. Аликвоты по 3 мл отбирали каждые 20 мин. В течение 120 мин, фильтрованный через мембрану фильтра Millipore 0,45 мкм, мкм, прозрачный раствор анализировали с использованием флуориметра Flouromax-4 (JY Horiba).Интенсивность флуоресцентного излучения 2-гидрокситерефталевой кислоты регистрировали при 425 нм после возбуждения при 315 нм. Интенсивность пика при 425 нм пропорциональна количеству образовавшегося ОН.

2,5. Аналитические методы

Остаточная концентрация раствора красителя после фотокаталитической реакции была оценена спектрофотометрическим методом в УФ-видимой области. Поглощение регистрировали по пику на длине волны 596 нм, что соответствует максимуму поглощения этилфиолетового (EV).Количественное определение концентрации красителя в различные интервалы времени было выполнено с использованием калибровочного графика EV, построенного в диапазоне концентраций от 5 до 20 ppm.

Масс-спектрометр с ионной ловушкой Varian 500-MS использовали для идентификации фрагментов красителя, образующихся во время фотокаталитического разложения. Ионизация была завершена источником ионизации электрораспылением (ESI) в положительном режиме для разделения фрагментов на основе отношения их массы к заряду. Для введения в масс-спектрометр использовали объемное соотношение 1: 1 смеси метанола и раствора красителя оптимальной степени чистоты.Рабочие параметры, используемые для исследования MS, кратко изложены в дополнительном разделе (Таблица S1). Наконец, содержание остаточного углерода в растворе красителя после разложения оценивали с помощью анализатора общего органического углерода (ТОС) Shimadzu TOC-VCSH.

3. Результаты и обсуждение
3.1. XRD на порошке

Диаграммы XRD на порошке полученного AC-ZnO показаны на рисунке 1. Четко определенные пики при двух тета-градусах: 31,7 °, 34,4 °, 36,2 °, 47,4 °, 56,5 °, 62,9 ° и 67,9 °. соответствующие дифракционным плоскостям (100), (002), (101), (102), (110), (103) и (112) соответственно, подтверждают гексагональную структуру вюрцита частиц ZnO (файл JCPDS 36- 1451) [40–42].

Широкие пики около 23 ° и 43 ° указывают на присутствие углеродной подложки из-за плоскостей (002) и (101) соответственно. Эти два пика напоминают пики XRD, полученные для носителя из чистого активированного угля, как показано на рисунке S1 в дополнительном разделе. Размер кристаллитов и постоянные решетки ZnO по расчетам составляют 209 Å и, соответственно, согласуются с предыдущими сообщениями [43, 44].

3.2. Рамановские спектры

Рамановское исследование дополнительно подтверждает присутствие ZnO на углеродном носителе.Спектры комбинационного рассеяния AC-ZnO (рис. 2) демонстрируют острый пик при 437 см -1 , соответствующий структуре ZnO, относящейся к высокочастотной моде колебаний E2 фазы вюрцита [45, 46].

3.3. N 2 Сорбционный анализ

Изотерма азота полученного материала AC-ZnO изображена на Фигуре 3 (а). Согласно классификации IUPAC, изотерма представляет собой комбинацию типа I и типа II, что свидетельствует о наличии в материале как микропор, так и мезопор [47].Рисунок 3 (b) иллюстрирует распределение пор материала AC-ZnO по размерам. Катализатор имеет поры, расположенные в иерархическом порядке, с одним набором пор, преимущественно центрированным около области 13 Å, и широким набором пор в области от 50 до 125 Å. Рассчитанный общий объем пор составил 0,12 см 3 / г. Удельная поверхность материала составила 392 м 9 · 1062 2 9 · 1063 / г. Интересно отметить, что полученный объем пор оказался меньше, чем у чистого активированного угля (AC) 0.22 см 3 / г. Это может быть связано с образованием наночастиц ZnO, инкапсулированных в порах.

3.4. Спектроскопия диффузного отражения в УФ-видимом диапазоне (DRS)

Ширина запрещенной зоны AC-ZnO была определена по графику Tauc (рис. 4 (a)), который представляет собой преобразование спектров поглощения через функцию Кубелки-Мунка в зависимости от график энергии (рис. 4 (б)). Синтезированный катализатор демонстрирует значительное поглощение ниже 400 нм, которое связывают с переходами электронов из валентной зоны в зону проводимости ZnO [48].Энергия запрещенной зоны была рассчитана и составила 3,75 эВ путем экстраполяции крутой части графика на рис. 4 (b) на ось -оси. Измеренная величина оптической ширины запрещенной зоны близка к ширине запрещенной зоны собственного порошка ZnO и хорошо согласуется с литературными данными [49–52].

3.5. Измерения дзета-потенциала

Изменение дзета-потенциала () в зависимости от pH показано на рисунке 5. Изоэлектрическая точка (IEP) AC-ZnO оказалась при pH около 6,8. Эти результаты предполагают, что поверхность материала AC-ZnO отрицательно заряжена при значениях pH выше 6.8, тогда как поверхность обладает положительным зарядом ниже pH 6,8.

3,6. Термогравиметрический анализ (ТГА)

Термическую стабильность синтезированного катализатора AC-ZnO изучали с помощью анализа ТГА. Было обнаружено, что катализатор стабилен, и около 2% потери веса было зарегистрировано до температуры 450 ° C (Рисунок 6), и можно ясно видеть, что пропитка снижает содержание углерода и, таким образом, вызывает уменьшение потеря веса.

Кроме того, было обнаружено, что общая потеря веса этого катализатора, содержащего ZnO, меньше, чем у чистого активированного угля (AC), как показано на рисунке S2 (3.2%). Эта низкая потеря веса дополнительно указывает на устойчивость катализатора к температуре.

3,7. Сканирующий электронный микроскопический анализ (СЭМ)

СЭМ исследования подтверждают загрузку ZnO на подложку из активированного угля, и на Фигуре 7 показано СЭМ-изображение материалов, содержащих ZnO. Видно, что активированный образец имеет неправильную структуру с мелкими порами. Кроме того, частицы ZnO откладываются на поверхности и в порах активированного угля. Более пристальное наблюдение указывает на чешуйчатую структуру ZnO на поверхности активированного угля.

3.8. Инфракрасный спектроскопический анализ с преобразованием Фурье (FT-IR)

FT-IR исследования AC-ZnO (рис. S3) показали, что полоса около 3470 см -1 обусловлена ​​модой валентных колебаний OH гидроксильных функциональных групп [39 ]. Растяжение при волновом числе 2920 см -1 происходит из-за растяжения C-H, в то время как полоса, видимая около 2360 см -1 , соответствует валентному колебанию C-O монооксида углерода или производных диоксида углерода.Полоса валентных колебаний около 1700 см -1 отнесена к карбонильной группе C = O, а полоса при 1600 см -1 отнесена к характеру C = C. Пик около 1500 см -1 относится к ароматической скелетной вибрации.

Want to say something? Post a comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *