Структурно-морфологічні та електропровідні властивості вуглецевих матеріалів, отриманих на основі сахарози і лимонної кислоти

The article explores the effect of citric acid as a pore-forming agent on the structure, morphology and electroconductive properties of porous carbon materials (PCMs) obtained from carbon precursor (saccharose) using the methods of small-angle X-ray scattering, low-temperature porometry and impedance spectroscopy. It was found that the volumetric fractal structure is formed in the samples, and the fractal dimension Dv decreases from 2.15 to 1.91 with the addition of citric acid due to surface loosening. It was set that the use of 20 wt.% of citric acid causes the most effective modification of the porous structure of the material, i.e. an increase in specific surface area of 1.35 times, total pore volume of 1.14 times and a significant development of micro- and mesoporosity. It is shown that the use of citric acid as a pore-forming agent leads to an increase in the specific electrical conductivity of PCMs almost 5 times.У роботі з використанням методів малокутового Х-променевого розсіяння, низькотемпературної порометрії та імпедансної спектроскопії досліджено вплив лимонної кислоти як пороутворювача на структуру, морфологію та електропровідні властивості пористих вуглецевих матеріалів (ПВМ), отриманих із вуглецевого прекурсору (сахарози). З’ясовано, що в зразках формується об’ємна фрактальна структура, причому фрактальна розмірність Dv зменшується від 2,15 до 1,91 при додаванні лимонної кислоти за рахунок розрихлення поверхні. Встановлено, що застосування 20 мас.% лимонної кислоти зумовлює найбільш ефективну модифікацію пористої структури матеріалу – збільшення питомої поверхні в 1,35 рази, загального об’єму пор в 1,14 рази та значний розвиток мікро- і мезопористості. Показано, що використання лимонної кислоти як пороутворювача призводить до зростання питомої електропровідності ПВМ майже у 5 разів

Ba2+ ions adsorption by titanium silicate

This paper is devoted to the adsorption capacity of titanium silicate toward Ba2+ cations. Titanium silicate can be synthesized from titanium production waste by sol-gel synthesis, which is of additional benefit to environmental protection. The determination of the surface area of the adsorbent was performed by the method of low-temperature N2 adsorption-desorption isotherm. The elemental composition of titanium silicate was also investigated by XRF and EDS analysis. The dependence of the adsorption values of Ba2+ on the duration of interaction, the equilibrium concentration of adsorbate, and the acidity of the solution has been investigated. The adsorption theories of Langmuir, Freundlich, and Dubinin-Radushkevich were applied to the equilibrium adsorption of barium ions. The experimentally measured maximal adsorption value of Ba2+ ions is 144 mg/g. Barium is adsorbed onto titanium silicate by the mechanism of physical adsorption, this is indicated by the value of the adsorption energy equal to 0.947 kJ per mole, which was calculated using the D-R equation. This may be useful for researching the possibility of adsorbent regeneration