Badania nad podatnością różnych węgli aktywnych na wysokotemperaturowe utlenianie

• Autorzy: Lach J. , Ociepa E.

Warianty tytułu

EN

Research on the susceptibility of different activated carbons on high-temperature oxidation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zbadano wpływ utleniania na trzy węgle aktywne: F-300 ROW 08 Supra i WG-12. Wybrane węgle różnią się surowcem, z jakiego zostały wyprodukowane (węgiel kamienny, tort), oraz postacią (granulowane i ziarnowy). Badania prowadzono w piecu obrotowym w atmosferze pary wodnej. Utlenianie prowadzono w temperaturze 400 i 800°C przez 1, 2 i 3 godziny. Celem utleniania było zwiększenie ilości ugrupowań tlenowych zarówno o charakterze kwasowym, jak i zasadowym, zdolnych do wymiany jonów z roztworów wodnych (kationów i anionów). Efekty utleniania oceniono na podstawie sorpcji Cr(III) (występującego w postaci kationu) oraz Cr(VI) (występującego w postaci anionu chromianowego). Zbadano również liczbę jodową, masę nasypową oraz zawartość popiołu w badanych sorbentach. W przypadku modyfikacji węgla WG-12 zarówno w temperaturze 400, jak i 800°C otrzymano we wszystkich czasach utleniania zwiększone pojemności sorpcyjne w stosunku do kationu Cr(III). Jednocześnie po modyfikacji w 400°C pojemności sorpcyjne w stosunku do anionu chromianowego zmniejszyły się. Po utlenianiu w temperaturze 800°C pojemności sorpcyjne w stosunku do badanego anionu poprawiły się. Węgiel F-300 modyfikowany w 800°C poprawił swoje właściwości anionowymienne, ale modyfikacja w 400°C obniżyła te możliwości. W przypadku sorpcji kationu pozytywne efekty uzyskano dla węgli modyfikowanych w 400 i 800°C. Utlenianie węgla ROW 08 Supra w temperaturze 800°C poprawiło pojemności jonowymienne zarówno w stosunku do badanego kationu, jak i anionu. Węgiel modyfikowany w temperaturze 400°C obniżył swoje jonowymienne właściwości w stosunku do Cr(III), ale podwyższy4 w stosunku do anionu chromianowego. Utlenianie węgli we wszystkich badanych warunkach spowodowało zwiększenie liczby jodowej.

EN

The influence of oxidation on three activated carbons: F-300, ROW 08 Supra and WG- 12 Was examined. The chosen carbons differ in the material of which they are made (hard coal, peat) and in the form (granular and grained). The research was conducted in a rotary furnace at the water vapour atmosphere. The oxidation was carried out at the temperature of 400 and 800°C. within l, 2 and 3 hours. The aim of the oxidation was the increase in the amount of oxygen units both of acidic character and of basic character which are able to exchange ions with water solutions (cations and anions). The effects of oxidation were analysed on the basis of Cr(III) adsorption (which occurs in the form of cation) and Cr(VI) (which occurs in the form of chromate anion). There were also examined: ion number, embankment mass and the contents of ash in the analysed sorbents. In the case of WG-l2 carbon modification both in the temperature of 400 and 800°C there were obtained, at all times of oxidation, larger adsorption capacities, in relation to Cr(III) cation. Simultaneously, after the modification at 400°C, the adsorption capacities, in relation to chromate anion, lowered. After oxidation at the temperalure of 800°C, the adsorption capacities, in relation to the examined anion, improved. F-300 carbon, modified in the examined conditions, improved its anionexchangeable properties. In the case of cation adsorption, the positive results were obtained for carbons modified at 400°C and for the carbon of which modification time was the shortest (1 hour) and which was modified at the temperature of 800°C. The oxidation of ROW 08 carbon at the temperature of 800°C improved ionexchangeable capacities both in relation to the examined cation and anion. The carbon modified at the temperature of 400°C lowered its ionexchangeable properties both for Cr(III) and for Cr(VI). The oxidation of carbons in all examined conditions caused the increase in ion number.

Słowa kluczowe

PL

węgiel aktywny; utlenianie; chrom

EN

activated carbon; oxidation; chromium

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Chemia i Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 14, nr S1
• Strony: 99--108
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Lach J.

autor

Ociepa E.

• Instytut Inżynierii Środowiska, Politechnika Częstochowska, ul. Brzeźnicka 60a, 42-200 Częstochowa, tel. [phone] wew. 49,

Bibliografia

• [1] Choma J. i Kloske M.: Otrzymywanie i właściwości impregnowanych węgli aktywnych. Ochr. Środ. 1999, 2(73), 3-17.
• [2] Bochm P.: Some aspects of the .surface chemistry of carbon blacks and other carbons. Carbon, 1994, 32. 759-769.
• [3] Jankowska H.. Świątkowski A., Starostin L. i Lawrinienko-Omiecynska J.: Adsorpcja jonów na węglu aktywnym. WN PWN, Warszawa 1991.
• [4] Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 19 listopada 2002 r. w sprawie wymagań dotyczących jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi.
• [5] Lach J. i Dębowski Z.: Regeneracja węgla aktywnego po procesie sorpcji anionu chromianowego. Mat. Konf. Węgiel aktywny w ochronie środowiska. Częstochowa-Hajnówka 1998. 180-186.
• [6] Lach J.: Badania nad sorpcyjnym usuwaniem związków chromu z wody przy użyciu węgla aktywnego. Praca doktorska. Politechnika Częstochowska, Częstochowa 1999.
• [7] Lach J., Dębowski Z. i Ociepa E.: Usuwanie chromu(VI) na węglu aktywnym regenerowanym węglanem sodu. Ochr. Środ., 2000, 3(78), 3-6.
• [8] Lalvani S.B., Wiltowski T., Hubncr A., Weston A. i Mandich N.: Removal of hexavalent chromium and metal cations by selective and novel carbon adsorbent. Carbon, 1998, 36, 708, 1219-1226.
• [9] Dharani Dhar Das, Ranjit Mahapatra, Jyotsnnmayee Pradhan, Surendra Nath Das, Ravindra Sing Thakur. J. Colloid Llterface Sci., 2000, 232, 235-240.
• [10] Nadhem K. Hamadi, Xiao llona Chen, Mohammed M. Farid i Max G.Q. Lu: Adsorption kinetics for the removal of chromium(VI).from aqueous solution by adsorbents from used tyres and sawdust. Chem. Eng. J., 2001, 84, 95-105.
• [11] Leyva-Ramos R., Fuentes-Rubio L., Guerrero-Coronado R.M., Mendoza-Banon J.: Adsorption of trivalent chromium from aqueous solutions onto activated carbon. J. Chem. Tech. Biotechnol., 1995, 62. 64-67.
• [12] Meenakshi Goyal. Rattan V.K, Diksha Aggarwal i Bansal R.C.: Removal of copper from aqueous solutions by adsorption on activated carbons Colloids and Surfaces. Physicochem. Eng. Aspects. 2001,190, 229-238.
• [13] Strelko V. i Malik D.J.: Characterization and metal sorptive properties of oxidized active carbon. J. Colloid Interface Sci., 2002, (250), 213-220
• [14] Buczek B. i Czepirski L: Adsorbenty węglowe-surowce, otrzymywanie, zastosowanie. Gospod. Surowc. Mineral., 2001, 17(2), 29-61.
• [15] Choina J.. Grajek H. i Jaroniec M.: Wpływ procesów odpopielania i utleniania węgli aktywnych na ich porowatość. Inż. i Ochr. Środ., 2000, 3(3-4), 307-318.
• [16] Padaki Sriniby coconut shell cavas R., Shashikant R, i Manjunatha G.S.: Kinetic studies on adsorption of chromium carbons from synthetic effluents. J. Environ. Sci. Health, 1992, 27(8), 2227-2241.
• [17] Rivera-Ulrilla J. i Sanchez-Polo M.: Adsorption of Cr(III) on ozonised activated carbon. Importance of Cπ-cation interactions. Water Res., 2003, 37, 3335-3340.
• [18] Bezak-Mazur E.: Specjacja w ochronie i inżynierii środowiska. PAN, Kielce 2004.
• [19] Dębowski Z., Lach J. i Ociepa E.: Wpływ własności fizyczno-chemicznych węgli aktywnych na usuwanie chromu(III) i chrom(VI) z wody. Ochr. Środ., 1997, 3(66), 47-50.