Оптимизация процесса синтеза лигнин-танин- формальдегидных органических аэрогелей

Abstract

Методом экспериментально-статистического анализа изучено влияние массового содержания лигнина в смеси танина с формальдегидом (Х1) и рН реакционного раствора (Х2) на значения параметров пористой структуры получаемых органических лигнин-танин- формальдегидных (ЛТФ) аэрогелей. Получены математические модели, связывающие зависимость основных исходных переменных Х1 и Х2 с прогнозируемыми условиями достижения максимальных значений удельной поверхности, общего объема пор в органических ЛТФ-аэрогелях. На основании оценки полученных математических моделей установлено, что при Х1 = 40,0 % и Х2 = 2,2 прогнозируемое максимальное значение удельной поверхности аэрогелей составит 587 м2/г. При Х1 = 30 % и Х2 = 2,54 прогнозируются условия формирования максимального объема пор аэрогеля, равного 2,16 см3/г. Прогнозируемые оптимальные условия для достижения максимальных значений удельной поверхности и объема пор находятся в хорошем соответствии с результатами эксперимента, что определяет целесообразность их использования для прогнозирования результатов синтеза ЛТФ-аэрогелей с заданными структурными характеристиками

The method of experimental statistical analysis was applied to study the effect of concentration of lignin (X1) and the pH of the reaction solution (X2) on the values of specific parameters of the porous structure obtained organic lignin-tannin-formaldehyde (LTF) aerogels. Mathematical models relating the basic dependence of initial variables X1 and X2 with the predicted conditions to achieve the best performance of porosity (meso- and macropore volume) in LTF organic aerogels were obtained. Based on the evaluation of the mathematical model it was established that for Х1 = 40,0 % and Х2 = 2,2 the maximum predicted value of the specific surface area of obtained organic aerogels is587 m2/g. For factors Х1 = 30 %, and Х2 = 2,54, the maximum value of the pore volume is about 2,16 cm3/g. Predicted optimal conditions to achieve the maximum values of surface area and pore volume were consistent with the experimental results, that determines the feasibility of their using to predict the results of synthesis of LTF aerogels with desired structural characteristics