Solid Fuel ChemistrySolid Fuel ChemistryХимия твердого топлива0023-11773034-607XThe Russian Academy of Sciences68950410.31857/S0023117725030059LFRNMNArticlesСтатьиResearch ArticleThermodynamic characteristic of nanocarbon adsorbents from the high-moor peat of the European North of RussiaТермодинамическая характеристика наноуглеродных адсорбентов из верхового торфа европейского Севера РоссииMakarevichN. A.МакаревичН. А.
Belarus
nikma@tut.byZubovI. N.ЗубовИ. Н.
Russian Federation
zubov.ivan@fciarctic.ruSavrasovaY. A.СаврасоваЮ. А.
Russian Federation
yulia925@mail.ruBogdanovichN. I.БогдановичН. И.
Russian Federation
n.bogdanovich@narfu.ruTretyakovS. I.ТретьяковС. И.
Russian Federation
s.tretiakov@narfu.ruEducational institution “Military Academy of Belarus”Учреждение образования “Военная академия Республики Беларусь”Northern (Arctic) Federal University named after M. V. LomonosovСеверный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова (САФУ)Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of SciencesФГБУН Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени акад. Н.П. Лаверова УрО РАН (ФИЦКИАУрОРАН)15062025338471908202519082025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://transsyst.ru/0023-1177/article/view/689504

By thermochemical activation with NaOH from the high-moor peat of the European North Russia, activated nano-carbons were obtained with a pore surface area of 2335 m²/g and a total pore volume of 1.44 cm³/g, with predominance of micropores. One of the designs of the adsorption-thermodynamic approach in the evaluation of thermodynamic functions was considered. Based on the experimental data of adsorption of standard marker-adsorbent – liquid nitrogen on active coals by means of isotherm equations of differential isosterial adsorption heat obtained from known adsorption model approximations (Langmuir, Brunauer–Emmett–Tellier, Aranovich), a non-traditional algorithm for calculating differential thermodynamic functions (enthalpy, entropy, free energy) on the single adsorption isotherm was proposed.

Методом термохимической активации с NaOH из верхового торфа Европейского Севера России получены активные наноугли с удельной площадью поверхности пор 2335 м2/г и суммарным объемом пор 1.44 см3/г, в структуре которых преобладают микропоры. Рассмотрен один из вариантов адсорбционно-термодинамического подхода при оценке термодинамических функций. По экспериментальным данным адсорбции стандартного маркера-адсорбата – жидкого азота на активных углях, с помощью уравнений изотерм дифференциальных изостерических теплот адсорбции, полученных из известных адсорбционных модельных приближений (Ленгмюра, Брунауэра–Эмметта–Теллера, Арановича), предложен нетрадиционный алгоритм расчета дифференциальных термодинамических функций (энтальпии, энтропии, свободной энергии) по единственной изотерме адсорбции.

high-moor peatactivated carbonsnanodimensional adsorbentsdifferential heatdifferential entropy of adsorptionверховой торфактивные углинаноразмерные адсорбентыдифференциальная теплотадифференциальная энтропия адсорбцииРоссийский Научный ФондRussian Science Foundation23-27-10029Лиштван И.И., Базин Е.Т., Гамаюнов Н.И., Терентьев А.А. Физика и химия торфа. М.: Недра. 1989. 304 с.CAFF. Conservation of Arctic Flora and Fauna [Electronic resource]. URL: https://www.caff.is/Зубов И.Н., Орлов А.С., Попов А.Н., Пономарева Т.И., Лосюк Г.Н. // ХТТ. 2022. № 5. С. 18.иhttps://doi.org/10.31857/S0023117722050127Серебренникова О.В., Селянина С.Б., Русских И.В., Стрельникова Е.Б. // ХТТ. 2021. № 4. С. 51. https://doi.org/10.31857/S002311772104006X [Solid Fuel Chemistry. 2021. V. 55. № 4. Р. 252. https://doi.org/10.3103/S0361521921040066]Орлов А.С., Зубов И.Н., Яковлев Е.Ю., Богданович Н.И. // ХТТ. 2023. № 5. С. 50. https://doi.org/10.31857/S0023117723050055Чибисова В.Г., Селянина С.Б., Ярыгина О.Н., Пономарева Т.И., Штанг А.К., Котова Е.И. // Геосферные исследования. 2022. № 3. С. 126. https://doi.org/10.17223/25421379/24/8IEA Bioenergy report. How bioenergy contributes to a sustainable future. 2023. 224 p.Активные угли. Эластичные сорбенты. Катализаторы, осушители и химические поглотители на их основе: каталог / Под общ. ред. Мухина В.М. М.: Руда и металлы. 2003. 280 с.Саврасова Ю.А., Богданович Н.И., Макаревич Н.А., Белецкая М.Г. // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2012. № 1. С. 107.Bergna D., Hu T., Prokkola H., Romar H., Lassi U. // Waste and Biomass Valorization. 2020. V. 11. P. 2837. https://doi.org/10.1007/s12649-019-00584-2Harmas M., Palm R., Thomberg T., Harmas R. Koppel M., Paalo M., Tallo I., Romann T., Janes A., Lust E. // Journal of Applied Electrochemistry. 2020. V. 50. P. 15. https://doi.org/10.1007/s10800-019-01364-5Зубов И.Н., Саврасова Ю.А., Богданович Н.И. // ХТТ. 2024. № 3. С. 18. https://doi.org/10.31857/S0023117724030036 [Solid Fuel Chemistry. 2024. № 3. Р. 185. https://doi.org/10.3103/S0361521924700083]Сычев В.В., Вассерман А.А., Козлов А.Д., Спиридонов Г.А., Цымарный В.А. Термодинамические свойства азота. М.: Издательство стандартов. 1977. 352 с.Меньщиков И.Е., Фомкин А.А., Школин А.В. // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2021. Т. 57. № 5. С. 469. https://doi.org/10.31857/S0044185621050193 [Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2021. V. 57. № 5. Р. 883. https://doi.org/10.1134/S2070205121050191]Макаревич Н.А. // Журнал физической химии. 1992. Т. 66. № 5. С. 1288.Аранович Г.Л. // Журнал физической химии. 1988. Т. 62. № 11. С. 3000.Макаревич Н.А. Межфазная граница “газ–жидкость–твердое тело”: монография. Архангельск.: САФУ. 2018. 411 c.Лопаткин А.А. Теоретические основы физической, адсорбции. М.: Изд-во МГУ. 1983. 345 с.Hill T.L. Theory of Physical Adsorption Advances in catalysis and related subjects / Eds. Frankerburg Y.I. et al. N.Y.: Acad. Press. 1952. V. 4. P. 211.Myers A.L. // AIChE Journal. 2002. V. 48(1). P. 145. https://doi.org/10.1002/aic.690480115Макаревич Н.А. // Известия вузов. Лесной журнал. 2021. № 2/380. С. 194. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2021-2-194-212