Activated Carbons from the Compressed Plant Materials (Coconut Shell) and Copolymers of Furfural

• Autorzy: Kishibayev K. K. , Kabulov A. T. , Tokpayev R. R. , Atchabarova A. A. , Yefremov S. A. , Voropaeva N. L. , Nechipurenko S. V. , Nauryzbayev M. K. , Tasibekov K. S.

Warianty tytułu

PL

Aktywny węgiel z materiałów roślinnych (łupiny kokosowe) oraz kopolimery z furoaldehydu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper dwells upon the physical and chemical properties of activated carbons based on compressed plant materials (coconut shell) and on furfural copolymers, the paper also gives the results of their elemental analysis by ICP-MS method, the structure and morphology of the obtained sorbents have been determined by scanning electron microscopy. The specific surface of the obtained activated carbons has shown that a sorbent based on coconut shell has the highest specific surface (Sspecific surface = 1100 m2/g) if compared to the sorbent based on copolymers of furfural (Sspecific surface = 653 m2/g). However, the sorbent based on furfural copolymers has a higher mechanical resistance to abrasion (98%) and a low ash content (0.3%) compared to the indices of the sorbent based on coconut shell (mechanical strength = 92%, ash content = 2.5%). The study of the structure and morphology of the obtained activated carbons has shown that within the structure of the sorbent based on the copolymers of furfural mesopores predominate together with micropores, when in the structure of the sorbents based on coconut shells micropores are mostly predominant. The elemental analysis of the adsorbents has shown that they are mainly composed of carbon, but there were also some trace amounts of some other elements.

PL

Artykuł dotyczy fizycznych i chemicznych właściwości aktywnego węgla z materiałów roślinnych (łupiny kokosowe) oraz kopolimerów z furoaldehydu. Ponadto przedstawiono w artykule wyniki ich składów pierwiastkowych uzyskanych za pomocą metody ICP-MS a także struktury i morfologii otrzymanych sorbentów za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego. Powierzchnia właściwa otrzymanego aktywnego węgla wykazała, że sorbent bazujący na skorupach kokosowych ma największą powierzchnię właściwą (Sspecific surface = 1100 m2/g) porównując ją z sorbentem opartym na kopolimerach z furoaldehydu (Sspecific surface = 653 m2/g). Jednakże, sorbent oparty o kopolimery z furoaldehydu mają większą odporność na abrazję (98%) i niską zawartość popiołu (0.3%) w porównaniu do wskaźników sorbentu opartego o łupiny kokosowe (wytrzymałość mechaniczna = 92%, zawartość popiołu = 2.5%). Badanie struktury i morfologii otrzymanego węgla aktywnego wykazało, że wewnątrz struktury sorbentu opartego na kopolimerach z furo aldehydu jest równie wiele mezoporów, jak i mikroporów, podczas gdy struktura sorbentów bazujących na łupinach kokosowych jest zdominowana głownie przez mikropory. Analiza pierwiastkowa adsorbentów wykazała, że są one głównie złożone z węgla, ale zawierają również nieco śladowych ilości innych pierwiastków.

Słowa kluczowe

EN

activated carbon; sorbent; furfural copolymers; coconut shells; mesopores; micropores; specific surface; sorption activity by cyanide complex of the gold

PL

węgiel aktywny; sorbent; kopolimery z furoaldehydu; łupiny kokosowe; mezopory; mikropory; powierzchnia właściwa; aktywacja sorpcyjna; cyjankowe związki złota

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 17, nr 1
• Strony: 181--188
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Kishibayev K. K.

• The center of physico-chemical research and analysis methods of All-Farabi University, Karasai-batyr str, 95A, Almaty, 050012, Kazakhstan

autor

Kabulov A. T.

• The center of physico-chemical research and analysis methods of All-Farabi University, Karasai-batyr str, 95A, Almaty, 050012, Kazakhstan

autor

Tokpayev R. R.

• The center of physico-chemical research and analysis methods of All-Farabi University, Karasai-batyr str, 95A, Almaty, 050012, Kazakhstan

autor

Atchabarova A. A.

• The center of physico-chemical research and analysis methods of All-Farabi University, Karasai-batyr str, 95A, Almaty, 050012, Kazakhstan

autor

Yefremov S. A.

• The center of physico-chemical research and analysis methods of All-Farabi University, Karasai-batyr str, 95A, Almaty, 050012, Kazakhstan

autor

Voropaeva N. L.

• State Research Institution All-Russian Rapeseed Institute, Boevoy proezd str., 26, Lipetsk, 398037, Russian Federation

autor

Nechipurenko S. V.

• The center of physico-chemical research and analysis methods of All-Farabi University, Karasai-batyr str, 95A, Almaty, 050012, Kazakhstan

autor

Nauryzbayev M. K.

• The center of physico-chemical research and analysis methods of All-Farabi University, Karasai-batyr str, 95A, Almaty, 050012, Kazakhstan

autor

Tasibekov K. S.

• The center of physico-chemical research and analysis methods of All-Farabi University, Karasai-batyr str, 95A, Almaty, 050012, Kazakhstan

Bibliografia

• 1. Dreving V.P., Muttik G.G. “Experimental methods in adsorption and molecular chromotgraphy.” M.: MSU 1990: 160–164.
• 2. Dzhilkrist T. Chemistry of Heterocyclic Compounds. Moscow: Mir, 1996: 247–464 p.
• 3. Gravitis J, Vedernikov N, Zandersons J and Kokorevics A, Furfural and levoglucosan production from deciduous wood and agricultural wastes in Chemicals and Materials from Renewable Resources, ed. By Bozell JJ. American Chemical Society, 2001: 110–122.
• 4. Kishibayev K.K., Akkuzhiev A.S., Kabulov A.T., Tokpaev R.R., Nechipurenko S.V., Yefremov S.A., Nauryzbayev M.K. “Preparation and physico-chemical features of activated carbon on basis of furfural copolymer.” Bulletin of Karaganda University, chemical series 71/3(2013): 23–25.
• 5. Mukhin V.M. Active carbon. Elastic sorbents. Catalysts, driers and chemical absorbers on their basis: Cataloque/М. «Ore and metals» Publishing House, 2003.
• 6. Mukhin V.M., Klushin V.N. Production and use of carbon adsorbents, tutorial - Moscow: D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, 2012.
• 7. Mukhin V. et al., “Activated carbons from vegetal raw materials to solve environmental problems.” Chemistry Journal of Moldova. General, Industrial and Ecological Chemistry 9/1(2014): 33–36.
• 8. Ncibi M.C. et al., “Preparation and characterization of raw chars and physically activated carbons derived from marine Posidonia oceanica (L.) fibres.” Journal of Hazardous Material 165(2009): 240–249.
• 9. Nelms S.M. Inductively coupled plasma mass spectrometry handbook. CRC Press: Boca Raton, 2005.
• 10. Pupyshev A.A., Surikov V.T. Mass spectrometry with inductively coupled plasma. The formation of ions. Yekaterinburg: Ural Dept. of Russian academy of science, 2006.
• 11. Yuen, F.K., Hameed, B.H. “Recent developments in the preparation and regeneration of activated carbons by microwaves.” Advance in Colloid and Interface Science 149(2009): 19–27.
• 12. Yun, J.-H., Choi, D.-K., Kim, S.-H. “Adsorption equilibria of chlorinated organic solvents onto activated carbon.” Ind. Eng.Chem. Res. 37(1998): 1422–1427.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.