Исследовано влияние степени метаморфизма (СМ) угля (Сdaf = 80–95.2%) на выход и характеристики активированных углей (АУ), получаемых в условиях щелочной активации (800°С, 1 ч, Ar) при соотношениях КОН/уголь 1 г/г. В этих условиях способность углей образовывать пористый материал снижается в ряду метаморфизма. Максимальную активируемость проявляет уголь марки Д (Сdaf = 80%), образуя материал с SBET = 1560 м2/г, V = 0.71 см3/г, Vmi = 0.51 см3/г. Минимальная активируемость (в условиях эксперимента ) обнаружена у антрацита (Сdaf = 95.2%), образующего АУ с плохо развитой пористостью (SBET = 306 м2/г, V = 0.15 см3/г, Vmi = 0.11 см3/г).

Сопоставлены выходы газообразных продуктов (Н2, СО, СО2, CnH2n + 2, где n = 1–4) при щелочной активации бурого угля и параметры пористой структуры активированных углей. Показано, что выходы газообразных продуктов линейно коррелируют с величинами удельной поверхности и объемов пор. Установлены температурные области, в которых КОН вызывает дополнительное дегидрирование органического вещества угля без образования микропор (600–700°C) либо усиливает порообразование без выделения водорода (700–800°C).

Обобщены данные о реакциях и процессах, протекающих в условиях щелочной активации углеродных веществ (УВ) – получения активированных углей (АУ) термолизом УВ в присутствии гидроксидов щелочных металлов МОН. Выделены наиболее существенные для активирования процессы: взаимодействие функциональных групп с МОН и образование интермедиатов – структур с группой С–О–М; трансформация их в металлсодержащие соединения (в основном М2СО3 и М2) в реакциях с углеродом, особенно с краевыми С-атомами на периферии графенов; восстановление М2СО3 и М2 до металла М, который интеркалируется в межслоевые пространства кристаллитов. Механизм щелочной активации наиболее подробно изучен для КОН как активирующего агента. Термоинициируемое восстановление оксида калия углеродом и интеркалирование металлического калия – два наиболее значимых процесса для развития микропористости АУ.

Исследовано влияние степени метаморфизма (СМ) угля (Сdaf = 80–95.2%) на выход и характеристики активированных углей (АУ), получаемых в условиях щелочной активации (800°С, 1 ч, Ar) при соотношениях КОН/уголь 1 г/г. В этих условиях способность углей образовывать пористый материал снижается в ряду метаморфизма. Максимальную активируемость проявляет уголь марки Д (Сdaf = 80%), образуя материал с SBET = 1560 м2/г, V = 0.71 см3/г, Vmi = 0.51 см3/г. Минимальная активируемость (в условиях эксперимента ) обнаружена у антрацита (Сdaf = 95.2%), образующего АУ с плохо развитой пористостью (SBET = 306 м2/г, V = 0.15 см3/г, Vmi = 0.11 см3/г).

Изучены свойства нанопористых адсорбентов (НПА), полученных из бурого угля щелочной активацией с тепловым ударом (800°С). Установлены зависимости величины SBET и объемов макро-, мезо-, микропор и пор диаметром до 1 нм (НПА) от времени изотермической выдержки (до 90 мин) и природы щелочи (LiOH, NaOH, KOH). Сопоставлением изменений объемов пор и распределения их по размерам установлено, что адсорбент с наиболее развитой субнанопористой структурой формируется в начальной стадии (до 10 мин) активации. В этом материале около половины общего объема пор представлено порами с диаметром до 1 нм.

Методами дериватографии, ИК- и ЯМР-спектроскопии на ядрах 1 и 13 изучены жидкие продукты щелочной активации александрийского бурого угля (800°С, 1 ч, активатор КОН). Они образуются с выходом 30, состоят из пирогенетической воды ( 50) и смолоподобной смеси органических веществ с повышенным содержанием водорода и кислорода и пониженным содержанием углерода и серы. При нагревании гидроксид калия полностью расщепляет хиноидные структуры угля, понижает содержание ароматических компонентов в смоле, повышает содержание СН3-, -СН2- и ОН-групп. Это согласуется с известными термоинициируемыми реакциями щелочной деструкции и дегидрирования при высоких температурах (400–800°С). Оценена термолабильность смолистых продуктов и определены теплоты сгорания, которые составляют 32.4–32.7 МДж/кг и делают их пригодными для топливного использования.

Исследована адсорбция ионов свинца (из водного раствора Pb(AcO)2) активированными углями (АУ) на основе бурого угля Александрийского месторождения (Украина). АУ получены нагреванием (800°С, 1 ч) угля, пропитанного гидроксидом калия при массовом соотношении КОН/уголь до 2 г/г. Изучена кинетика процесса и получены изотермы адсорбции ионов Pb2+ для области начальных концентраций соли 0.001-0.1 моль/дм3. Данные по адсорбции сопоставлены с адсорбционной активностью промышленного адсорбента марки ОУ-Б.