Search

An actual task of modern chemical technology is the synthesis of high-purity amorphous silicon dioxide with a high specific surface area. Optimization of technological processes in the direction of reducing energy costs and environmental pollution factors leads to an active search for ways to process raw materials of plant origin to obtain silicon dioxide with desired physical and chemical characteristics.Optimal, from the point of view of energy saving, is the method of processing rice husks, which provides for the chemical purification of vegetable raw materials with their subsequent heat treatment. In this work, it is shown that the use of the double extraction method makes it possible to achieve high characteristics of silicon dioxide synthesized from rice husks. It has been established that the processing of rice husks in an alcoholic solution of hydrochloric acid, followed by processing in an aqueous solution of sulfuric acid, leads to the purification of raw materials from metal ions and a significant amount of lignin and cellulose. Silicon dioxide, obtained as a result of 5-minute firing at 600 °C of the prepared raw material, is a white powder with a predominant size of about 2 μm and a specific surface area of ​​235-250 m2/g. The product is X-ray amorphous and highly pure. The high characteristics of silicon dioxide synthesized by the proposed method open up great prospects for its use as carriers for active masses of catalysts, drugs and cosmetics., Актуальной задачей современной химической технологии является синтез высокочистого аморфного диоксида кремния с высокой удельной поверхностью. Оптимизация технологических процессов в направлении снижения энергозатрат и факторов загрязнения окружающей среды обусловливает активный поиск способов переработки сырья растительного происхождения с получением диоксида кремния с заданными физико-химическими характеристиками. Оптимальным, с точки зрения энергосбережения, является способ переработки рисовой шелухи, предусматривающий химическую очистку растительного сырья с последующей его термообработкой. В настоящей работе показано, что использование метода двойной экстракции позволяет достичь высоких характеристик синтезируемого из рисовой шелухи диоксида кремния. Установлено, что обработка рисовой шелухи в спиртовом растворе соляной кислоты с последующей обработкой в водном растворе серной кислоты приводит к очистке сырья от ионов металлов и значительного количества лигнина и целлюлозы. Диоксид кремния, полученный в результате 5 минутного обжига при 600 °С подготовленного сырья, представляет собой порошок белого цвета с преимущественным размером около 2 мкм и удельной поверхностью 235-250 м2/г. Продукт является рентгеноаморфным и высокочистым. Высокие характеристики диоксида кремния, синтезированного предложенным способом, открывают большие перспективы его использования в качестве носителей для активных масс катализаторов, лекарственных и косметических препаратов., Актуальним завданням сучасної хімічної технології є синтез високочистого аморфного діоксиду кремнію з високою питомою поверхнею. Оптимізація технологічних процесів у напрямі зниження енерговитрат та факторів забруднення навколишнього середовища обумовлює активний пошук способів переробки сировини рослинного походження з отриманням діоксиду кремнію із заданими фізико-хімічними характеристиками.Оптимальним, з огляду на енергозбереження, є спосіб переробки рисового лушпиння, що передбачає хімічне очищення рослинної сировини з подальшою її термообробкою. У цій роботі показано, що використання методу подвійної екстракції дозволяє досягти високих характеристик синтезованого з рисової лушпиння діоксиду кремнію. Встановлено, що обробка рисового лушпиння в спиртовому розчині соляної кислоти з подальшою обробкою у водному розчині сірчаної кислоти призводить до очищення сировини від іонів металів та значної кількості лігніну та целюлози. Діоксид кремнію, отриманий в результаті 5 хвилинного випалу при 600 °С підготовленої сировини, є порошок білого кольору з переважним розміром близько 2 мкм і питомою поверхнею 235-250 м2/г. Продукт є рентгеноаморфним та високочистим. Високі характеристики діоксиду кремнію, синтезованого запропонованим способом, відкривають великі перспективи його використання як носії для активних мас каталізаторів, лікарських та косметичних препаратів.

The study addresses the problem of using recycled materials for the production of a wide range of diverse products; in this context, the paper investigates the extractin of amorphous silicon (IV) dioxide from rice waste, i.e. rice husk, which differs in its chemical composition from all other cereal crops by a high content of silicon dioxide. Amorphous silicon (IV) oxide is widely used in electronics, medicine, food industry, cosmetology, paintwork materials manufacturing, and other industries. Amorphous silicon(IV) oxide has to meet various requirements, the main ones being amorphous structure, degree of purification, and particle size. A derivatographic method of analysis is used to study the non-isothermal kinetics of rice husk residue thermal decomposition. According to the results of derivatographic, chemical, and phase analyzes, a method for amorphous silicon (IV) oxide extraction by thermal decomposition of rice husk after the lignin removal has been proposed. The values of relative activation energies and the pre-exponential factors of the reactions have been calculated. A mathematical model characterized by a system consisting of three first order differential equations and four algebraic equations has been designed. Through the use of the proposed model, the time response characteristics of the process have been studied., В рамках решения проблемы использования вторичного сырья для производства широкого спектра разнообразных продуктов, рассматривается выделение аморфного диоксида кремния из отходов рисового производства – рисовой шелухи, которая отличается по своему химическому составу от всех других злаковых культур большим содержанием диоксида кремния. Аморфный диоксид кремния имеет широкий спектр применения в электронике, медицине, пищевой промышленности, косметологии, при производстве лаков и красок, а также в других отраслях промышленности. К аморфному диоксиду кремния предъявляются различные требования, но основными являются аморфная структура, степень очистки и размер частиц. Для изучения неизотермической кинетики термического разложения остатка рисовой шелухи применяли дериватографический метод анализа. По результатам дериватографического, химического и фазового анализов предложен механизм процесса выделения аморфного диоксида кремния путем термического разложения рисовой шелухи после удаления лигнина. Рассчитаны значения условных энергий активации и предэкспоненциальных множителей реакций. Построена математическая модель, которая описывается системой, состоящей из трех дифференциальных уравнений первого порядка и четырех алгебраических. С ее помощью изучены временные характеристики процесса., У рамках вирішення проблеми використання вторинної сировини для виробництва широкого спектру різноманітних продуктів, розглядається виділення аморфного силіцій (IV) оксиду з відходів рисового виробництва – рисового лушпиння, яка відрізняється за своїм хімічним складом від усіх інших злакових культур великим вмістом діоксиду кремнію. Аморфний силіцій (IV) оксид має широкий спектр застосування в електроніці, медицині, харчовій промисловості, косметології, при виробництві лаків і фарб, а також в інших галузях промисловості. До аморфному діоксиду кремнію пред'являються різні вимоги, але основними є аморфна структура, ступінь очищення та розмір частинок. Для вивчення неізотермічної кінетики термічного розкладання залишку рисового лушпиння застосовували дериватографічний метод аналізу. За результатами дериватографічного, хімічного і фазового аналізів запропоновано механізм процесу виділення аморфного силіцій (IV) оксиду шляхом термічного розкладання рисового лушпиння після видалення лігніну. Розраховані значення умовних енергій активації і предекспоненціальних множників реакцій. Побудовано математичну модель, яка описується системою, що складається з трьох диференціальних рівнянь першого порядку і чотирьох алгебраїчних. З її допомогою вивчені тимчасові характеристики процесу.

The study addresses the problem of using recycled materials for the production of a wide range of diverse products; in this context, the paper investigates the extractin of amorphous silicon (IV) dioxide from rice waste, i.e. rice husk, which differs in its chemical composition from all other cereal crops by a high content of silicon dioxide. Amorphous silicon (IV) oxide is widely used in electronics, medicine, food industry, cosmetology, paintwork materials manufacturing, and other industries. Amorphous silicon(IV) oxide has to meet various requirements, the main ones being amorphous structure, degree of purification, and particle size. A derivatographic method of analysis is used to study the non-isothermal kinetics of rice husk residue thermal decomposition. According to the results of derivatographic, chemical, and phase analyzes, a method for amorphous silicon (IV) oxide extraction by thermal decomposition of rice husk after the lignin removal has been proposed. The values of relative activation energies and the pre-exponential factors of the reactions have been calculated. A mathematical model characterized by a system consisting of three first order differential equations and four algebraic equations has been designed. Through the use of the proposed model, the time response characteristics of the process have been studied., В рамках решения проблемы использования вторичного сырья для производства широкого спектра разнообразных продуктов, рассматривается выделение аморфного диоксида кремния из отходов рисового производства – рисовой шелухи, которая отличается по своему химическому составу от всех других злаковых культур большим содержанием диоксида кремния. Аморфный диоксид кремния имеет широкий спектр применения в электронике, медицине, пищевой промышленности, косметологии, при производстве лаков и красок, а также в других отраслях промышленности. К аморфному диоксиду кремния предъявляются различные требования, но основными являются аморфная структура, степень очистки и размер частиц. Для изучения неизотермической кинетики термического разложения остатка рисовой шелухи применяли дериватографический метод анализа. По результатам дериватографического, химического и фазового анализов предложен механизм процесса выделения аморфного диоксида кремния путем термического разложения рисовой шелухи после удаления лигнина. Рассчитаны значения условных энергий активации и предэкспоненциальных множителей реакций. Построена математическая модель, которая описывается системой, состоящей из трех дифференциальных уравнений первого порядка и четырех алгебраических. С ее помощью изучены временные характеристики процесса., У рамках вирішення проблеми використання вторинної сировини для виробництва широкого спектру різноманітних продуктів, розглядається виділення аморфного силіцій (IV) оксиду з відходів рисового виробництва – рисового лушпиння, яка відрізняється за своїм хімічним складом від усіх інших злакових культур великим вмістом діоксиду кремнію. Аморфний силіцій (IV) оксид має широкий спектр застосування в електроніці, медицині, харчовій промисловості, косметології, при виробництві лаків і фарб, а також в інших галузях промисловості. До аморфному діоксиду кремнію пред'являються різні вимоги, але основними є аморфна структура, ступінь очищення та розмір частинок. Для вивчення неізотермічної кінетики термічного розкладання залишку рисового лушпиння застосовували дериватографічний метод аналізу. За результатами дериватографічного, хімічного і фазового аналізів запропоновано механізм процесу виділення аморфного силіцій (IV) оксиду шляхом термічного розкладання рисового лушпиння після видалення лігніну. Розраховані значення умовних енергій активації і предекспоненціальних множників реакцій. Побудовано математичну модель, яка описується системою, що складається з трьох диференціальних рівнянь першого порядку і чотирьох алгебраїчних. З її допомогою вивчені тимчасові характеристики процесу.