На первой стадии, при воздействии температур на образцы, удаляется сорбированная вода, содержание которой составляет ~ 8 %. Начальная температура разложения отходов обработанных концентрированной H2SO4 составляет 250°С, с большими потерями массы. Для термообработанных при более высоких температурах (600°С) и окисленных отходов наблюдается повышение начальной температуры деструкции до 300°С и снижение потери массы.

Изменения в структуре материала исследовали также методом ИКС. Показано наличие в спектрах ИКС, (рис.6) исходных ООП глубокой полосы поглощения в области 3200 – 3500 см-1, связанных водородными связями ОН¯ групп. Полосы поглощения при 2923 см-1 следует отнести к валентным колебаниям СН3 групп, а при 2853 см-1 -к валентным колебаниям СН2 групп. Обнаружены также валентные колебания кольца при 1090 см-1, и мостика ( –С–О–С– ) при 1060 см-1 и 898 см-1 .

При термической обработке ООП, основным составляющим которых является целлюлоза, в интервале 300-500°С происходит зарождение микроструктуры углерода. Происходит дегидратация, гомолитический разрыв наименее прочных С-О-С и С-С связей внутри кольца и рекомбинация короткоживущих свободных радикалов с образованием графитизированных слоев.

У термообработанных при 400ºС ООП, кр.4, уменьшается интенсивность полосы поглощения ОН групп, практически исчезают полосы, соответствующие поглощению – С – О – С – глюкозидной связи (1060 и 898 см-1) и увеличивается интенсивность колебаний СН2 групп (2853 см-1).

Рис.6. Данные ИКС отходов обмолота проса (ООП):

1 – ООП исходный; 2 – ООП термообраб. (t=600°С); 3 – ООП термообраб. (t=500°С), 4- ООП термообр. (t=400°С).

По данным ИКС при термической обработке отходов высокими температурами (400, 500, 600°С), в составе всех образцов сохраняется органическая составляющая, т.к. сохраняются валентные колебания СН-связей СН2-групп. Происходит уменьшение содержания групп – OH при (3411см-1), CH3 при (2923см-1), CH2 при (2853см-1), CH при (3056см-1), увеличивается интенсивность пика при 1060см-1, который соответствует колебанию С-О-С связи. С увеличением температуры все эти явления наблюдаются в большей степени. Тоже наблюдается при комплексном воздействии термообработки и окисления. Это происходит в результате внутримолекулярной реакции с образованием внутрициклических эфирных связей. При коротком времени воздействия повышенными температурами происходит дегидратация, за счет этого возрастают пики колебания С-О-С связей с последующим разрывом основной цепи. В результате повышается термостабильность.

Рис. 7

1 – Нетермообработ. ООП, обработан. конц.H2SO4

4 – термообработ.(t=600°С) ООП, обработан. конц. H2SO4

Определена насыпная плотность ООП, подвергнутых комплексной обработке(табл.4) Таблица 4.

Об изменениях в структуре материала можно судить также по водопоглощению.

Изучена сорбция воды

Рис 8

Рис 8 Водопоглощение ООП

1. ООП термообработанных при Т= 600 ºС и серной и азотной кислотами

2. Исходных ООП термообработанных при Т=900 ºС

3. Исходных ООП обработанных серной кислотой

Из графиков видно, что наибольшей сорбционной способностью обладает образец, обработанный при Т=900°С, это объясняется более развитой активной поверхностью.

Восстановление сорбционной способности после многократного удаления влаги снижается незначительно.