Анотація до роботи:

Кравченко О.В. Вуглецеві сорбенти для ліквідації нафтових забруднень. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 21.06.01– екологічна безпека. – Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України. Київ, 2006.

Дисертаційна робота присвячена розробці методу отримання вуглецевих матеріалів із рослинної сировини різного типу з використанням низькотемпературної одностадійної карбонізації та їх використання у технології очистки водних басейнів від нафтових забруднень.

Проведено системне дослідження по оптимізації процесу карбонізації вуглецевих матеріалів в температурно-часовому полі. Встановлено вплив природи рослинної сировини, її вологості, фракційного складу на нафтопоглинальні властивості одержаних сорбентів. Показано, що оптимальні структурно-сорбційні характеристики досягаються при використанні як сировини тирси сосни. Показано, що ефективність очистки водойм, забруднених нафтопродуктами карбонізатом тирси сосни становить 94-95%.

Запропоновані нові вуглець-вуглецеві та вуглець-мінеральні матеріали. Показано, що вуглець-вуглецеві сорбенти при співвідношенні компонентів 50:50 %мас. проявляють вищі фізико-хімічні параметри у порівнянні з іншими сорбентами.

На основі результатів проведених досліджень, розроблено отримання вуглецевих матеріалів, яка дозволяє отримати сорбційні матеріали екологічного призначення.

1. Запропоновано конкурентноспроможний метод одержання вуглецевих сорбентів на основі рослинної сировини у низькотемпературному одностадійному режимі термообробки, придатних для очистки водних поверхонь від нафтових забруднень до екологічно безпечного рівня.

2. Досліджено кінетику процесу карбонізації, вплив температури і тривалості термообробки, фракційного складу сировини та її вологості на структурно-сорбційні характеристики одержаних сорбентів. Встановлено оптимальні умови одержання вуглецевих сорбентів на основі рослинної сировини.

3. Вивчено вплив природи сировини різного типу на структурно-сорбційні та фізико-хімічні властивості одержаних вуглецевих, вуглець-вуглецевих та вуглець-мінеральних сорбентів. Показано, що вуглецеві сорбенти, одержані із соснової тирси, і вуглець-вуглецеві сорбенти, при співвідношенні компонентів 50:50 % мас. мають кращі фізико-хімічні характеристики порівнянно з іншими сорбційними матеріалами.

4. Проведено оцінку сорбційної ємності отриманих сорбентів по відношенню до нафти та нафтопродуктів (машинного мастила, бензину, гасу) із модельних розчинів і стічних вод у статичних і динамічних умовах. Встановлено, що нафтоємність для вуглецевих сорбентів на основі соснової тирси збільшується у 4-5 разів порівняно з вихідною сировиною та у 2-3 рази - з іншими вуглецевими матеріалами. Для досліджуваних сорбційних матеріалів нафтоємність у статичних умовах збільшується у ряду: карбонізат тирси сосни - сапоніт (4,5 г/г)< карбонізат тирси сосни (12 г/г) < карбонізат тирси сосни - спучений графіт (37 г/г).

5. Проведено апробацію одержаних вуглецевих і вуглець-вуглецевих сорбентів для очистки водної поверхні від відпрацьованих мастил і гасу на деяких підприємствах України. Показано, що ефективність очистки водних об’єктів вуглецевим сорбентом на основі тирси сосни становить: забруднених гасом - 94%, відпрацьованими мастилами -95%.

6. Методами ЕПР-, ІЧ-спектроскопії і термічного аналізу показано, що при низькотемпературній карбонізації рослинної сировини відбуваються процеси, що супроводжуються формуванням поліфункціональної поверхні вуглецевих матеріалів (утворенням карбоксильних і фенольних груп, парамагнітних центрів, терпенових сполук), які є активними центрами сорбції і вносять значний вклад у сумарну величину нафтоємності.

7. Запропоновано методику експрес-оцінки нафтопоглинаючих властивостей сорбентів, яка дає змогу прогнозувати ефективність очистки нафтозабруднених водойм у статичних умовах.

Публікації автора:

1. Швец Д.И., Хохлова Л.И., Кравченко О.В., Опенько Н.М., Хохлов А.В. Физико-химические аспекты поглощения нефти углеродными сорбентами на поверхности воды // Химия и технология воды. – 2002. – Т.24, № 1. - С. 22-31.

Дослідження структурно-сорбційних характеристик вуглецевих матеріалів на основі рослинної сировини різного типу (тирси, соломи, лузги, листя). Участь у трактуванні результатів та написанні статті.

2. Кравченко О.В., Швец Д.И., Стрелко В.В., Миронюк Т.И. Спектроскопические характеристики как критерий свойств углеродных материалов растительного происхождения // Журнал прикладной химии. - 2002. - Т.75, № 4. - С. 554-556.

Підготовка зразків рослинної сировини різного типу для отримання ЕПР-спектрів та обробка отриманих результатів. Участь у трактуванні результатів та написанні статті.

3. Кравченко О.В., Литвиненко О.О., Швець Д.І., Урвант О.С. Дослідження можливості використання змішаних вуглецьвмісних сорбентів для вилучення нафтопродуктів із водної поверхні // Науковий вісник “КПІ”. – 2003. - № 3. - С. 110-114.

Одержання вуглець-вуглецевих та вуглець-мінеральних матеріалів змішаного типу. Дослідження структурно-сорбційних характеристик вуглець-вуглецевих та вуглець-мінеральних матеріалів змішаного типу. Участь у трактуванні результатів та написанні статті.

4. Швец Д.И., Кравченко О.В., Опенько Н.М., Ситкарев Г.Т. Углеродные сорбенты растительного происхождения для очистки воды от нефти // Экотехнологии и ресурсосбережение. – 2003. - №4. - С. 29 – 32.

Дослідження: кінетики процесу карбонізації рослинної сировини різного типу в температурно-часовому полі; структурно-сорбційних характеристик вуглецевих матеріалів на основі рослинної сировини різного типу. Участь у трактуванні результатів та написанні статті.

5. Швец Д.И., Кравченко О.В. Причины аномальной селективной сорбции нефти и нефтепродуктов из водной поверхности частично пиролизованными углеродными материалами // Доповіді НАН України.- 2003. - №8. - С.190-195.

Визначення структурно-сорбційних та фізико-хімічних характеристик вуглецевих матеріалів рослинного походження. Участь у трактуванні результатів та написанні статті.

6. Кравченко О.В., Швець Д.І. Дослідження сорбції нафтопродуктів із водної поверхні вуглецевими матеріалами на основі рослинної сировини // Хімія, фізика та технологія поверхні: Зб. наук. праць. – 2004. – Вип.10. – С. 161-165.

Визначення структурно-сорбційних та фізико-хімічних характеристик вуглецевих матеріалів на основі рослинної сировини різного типу Участь у трактуванні результатів та написанні статті.

7. Shvets D.I., Kravchenko O.V. About the possibility of the produсing of oilabsorbing carbon materials with high nergy capacity // The 3^rd International conference on Carpathian Euroregion Ecology “CERECO - 2000”. - Miskoltc (Hungary). – 2000. - P.82

8. Kravchenko O.V., Shvets D.I., Strelko V.V. The study of dynamic sorption oil and oil products from water medium by carbon sorbents based on vegetative raw materials // VI Ukrainian-Polish Symposium “Theoretical and Experimental Studies of Interfacial Phenomena and Their Technological Application”. – Odessa (Ukrainе). - 2001. - P.113 -114.

9. Kravchenko O.V., Shvets D.I., Urvant O.S., Litvinenko O.O. Investigation of possibility employment of mixed carboncontaining sorbents for the removing of oil products from the water surface // The Second International Conference “Interfaces against pollution.” - Miskoltc (Hungary). - 2002. - P.129.

10. Кравченко О.В., Швец Д.И., Урвант О.С., Опенько Н.М. Сравнительные исследования эффективности сорбции нефтепродуктов углеродными сорбентами различного типа // Міжнародна конференція „Функціоналізовані матеріали: синтез, властивості, застосування”. – Київ (Україна). - 2002. - С.186-187.

11. Кравченко О.В., Швець Д.І. Дослідження сорбції нафтопродуктів із водної поверхні вуглецьвмісними матеріалами на основі рослинної сировини // Всеукраїнська конференція молодих вчених з актуальних питань хімії. – Київ (Україна). – 2003. – С.65.

12. Kravchenko O.V., Shvets D.I., Strelko V.V. Physico-chemical characterictics and oil-absorbing properties of carbon materials based on vegetative raw // VIII Ukrainian-Polish Symposium “Theoretical and Experimental Studies of Interfacial Phenomena and Their Technological Application”. - Lublin (Poland). - 2003. - P.127-129.

13. Кравченко О.В., Лапко В.В., Швец Д.И. Carbon sorbents on the base of vegetative raw material in the processes of the extraction of the oil products from water media and alkali-oil emulsions // Праці Міжнародного семінару „Мікродомішки у воді” - Київ (Україна). – 2003. – С. 31-33

14. Кравченко О.В., Лапко В.В., Швец Д.И Использование углеродных сорбентов на основе растительного сырья для извлечения нефтепродуктов из водных сред и щелочно-нефтяных эмульсий // Екологічні проблеми Чорного моря: Зб. Матеріалів до 5-го Міжнар. Симпозіуму – Одеса (Україна). – 2003. – С. 199-200.

15. Кравченко О.В., Швець Д.І. Вуглецеві сорбенти для очистки води та грунту від нафтопродуктів // Праці наукової конференції молодих вчених “Охорона водного басейну та контроль якості води” – Київ (Україна). – 2004.- С.47-49.

16. Kravchenko O.V., Lapko V.V., Shvets D.I., Novikov V.R. Purification of water-alkali-oil emulsions from oil products using carbon-containing sorbents based on vegetable raw materials // VIII Ukrainian-Polish Symposium “Theoretical and Experimental Studies of Interfacial Phenomena and Their Technological Application”. - Odessa (Ukraine). - 2004. - P.155-158.

17. Кравченко О.В., Лапко В.В., Шапиро И.Г., Швец Д.И. О возможности использования углеродных сорбенттов и сорбционных технологий для очистки водных экосистем от соединений фосфора и синтетических масел // Екологічні проблеми Чорного моря: Зб. матеріалів до 6-го Міжнародного симпозіуму – Одеса (Україна). – 2004. – С.265 - 269.

18. Патент 38206А Україна, ВО1J20/16 CO2F1/28. Сорбційний матеріал для очистки поверхні водних середовищ та грунту від нафти та нафтопродуктів /Швець Д.І., Кравченко О.В., Опенько Н.М., Хохлова Л.Й. Заявлено 06.06.2000; Опубл. 15.05.2001, Бюл. № 4.

19. Патент 50479А Україна, G01N33/00. Спосіб оцінки вмісту – ступеню деструкції нафти в екосистемах / Швець Д.І., Кравченко О.В., Миронюк Т.І. Заявлено 21.01.2002; Опубл. 15.10.2002, Бюл. № 10.