Usuwanie metali ciężkich z roztworów wodnych z wykorzystaniem aerożeli i kserożeli węglowych

• Autorzy: Łużny R. , Ignasiak M. , Walendziewski J. , Stolarski M.

Warianty tytułu

EN

Heavy metal ions removal from aqueous solutions using carbon aerogels and xerogels

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Aerożele i kserożele węglowe otrzymano w procesie polikondensacji rezorcyny z formaldehydem w środowisku wodnym z wykorzystaniem wodorotlenku potasu oraz bromku cetylotrimetylowego jako katalizatorów. Zsyntezowane materiały poddano aktywacji, a następnie zbadano ich skuteczność w procesie adsorpcyjnego usuwania jonów metali ciężkich (niklu, miedzi i cynku) z roztworów wodnych. Otrzymane wyniki wskazują na istotny wpływ warunków syntezy, metody aktywacji oraz rodzaju usuwanego jonu na zdolność sorpcyjną badanych materiałów. Skuteczność usuwania niklu, miedzi i cynku z roztworów wodnych z wykorzystaniem kserożelowych i aerożelowych materiałów węglowych jest zbliżona, a w niektórych przypadkach większa, niż skuteczność komercyjnych węgli aktywnych.

EN

Carbon aerogels and xerogels were obtained by polycondensation of resorcinol and formaldehyde in the aqueous solution using potassium hydroxide and cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) as the catalyst. Synthesised materials were activated and their effectiveness in adsorption of heavy metals ions (nickel, copper and zinc) from aqueous solutions was tested. Obtained results show essential influence of synthesis conditions, activation method and metal ion kind on adsorption capacity of tested materials. Carbon aerogel and xerogels were characterized by similar or better (in some cases) effectiveness of nickel, copper and zinc ions removal than commercial activated carbons.

Słowa kluczowe

PL

adsorpcja; aerożel węglowy; kserożele węglowe; metale ciężkie

EN

adsorption; carbon aerogels; carbon xerogels; heavy metals

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Przemysłu Chemicznego, ZW CHEMPRESS-SITPChem
• Czasopismo: Chemik
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 68, nr 6
• Strony: 544--553
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Łużny R.

• Zakład Chemii i Technologii Paliw, Politechnika Wrocławska, Wrocław

autor

Ignasiak M.

• Zakład Chemii i Technologii Paliw, Politechnika Wrocławska, Wrocław

autor

Walendziewski J.

• Zakład Chemii i Technologii Paliw, Politechnika Wrocławska, Wrocław

autor

Stolarski M.

• Zakład Chemii i Technologii Paliw, Politechnika Wrocławska, Wrocław

Bibliografia

• 1. Al-Muhtaseb SA, Ritter J.A.: Preparation and properties of resorcinol-formaldehyde organic and carbon gels. Adv. Mater. 2003, 15, 101.
• 2. Pierre A.C., Pajonk G.M.: Chemistry of aerogels and their applications. Chem. Rev. 2002, 102, 4243.
• 3. Lu X., Caps R., Fricke J., Alviso C.T., Pekala R.W.: Correlation between structure and thermal conductivity of organic aerogels. J. Non-Crystal. Solids 1995, 188, 226.
• 4. Biesmans G., Randall D., Francais E., Perrut M. : Polyurethane-based organic aerogels’ thermal performance. J. Non-Crystal. Solids 1998, 225, 36.
• 5. Wiener M., Reichenauer G., Hemberger F., Ebert H.-P.: Thermal conductivity of carbon aerogels as a function of pyrolysis temperature. Int. J. Thermophisics 2006, 27, 1826.
• 6. Qin G., Guo S.: Preparation of RF organic aerogels and carbon aerogels by alcoholic sol-gel process. Carbon 2001, 39, 1935.
• 7. Berthon-Fabry S., Langohr D., Achard P., Charrier D., Djurado D., Ehrburger-Dolle F.: Anisotropic high-surface-area carbon aerogels. J. Non-Cryst. Solids 2004, 350, 136.
• 8. Lee K.T., Oh S.M.: Novel synthesis of porous carbons with tunable pore size by surfactant-templated sol-gel process and carbonisation. Chem. Commun. 2002, 22, 2722.
• 9. Job N., Théry A., Pirard R., Marien J., Kacon L., Rouzaud J-N., Béguin F., Pirard J-P.: Carbon aerogels, cryogels and xerogels: influence of the drying method on the textural properties of porous carbon materials. Carbon 2005, 43, 2481.
• 10. Mayer S.T., Kong F-M., Pekala R.W., Kaschmitter J.L.: Organic aerogel microsphere and fabrication method therefor. US patent 5508341, 1996.
• 11. Mayer S.T., Kong F-M., Pekala R.W., Kaschmitter J.L.: Organic aerogel microsphere. US patent 5908896, 1999.
• 12. Liu N., Zhang S., Fu R., Dresselhaus M.S., Dresselhaus G.: Carbon aerogel spheres prepared via alcohol supercritical drying. Carbon 2006, 44, 2430.
• 13. Meena A.K., Mishra G.K., Rai P.K., Rajagopal C., Nagar P.N.: Removal of heavy metal ions from aqueous solutions using carbon aerogel as an adsorbent. J. Hazard. Mater. 2005, B122, 161.
• 14. Goel J., Kadirvelu K., Rajagopal C., Garg V.K.: Investigation of adsorption of lead, mercury and nickel from aqueous solutions onto carbon aerogel. J. Chem. Technol. Biotechnol. 2005, 80, 469.
• 15. Kadirvelu K., Goel J., Rajagopal C.: Sorption of lead, mercury and cadmium ions in multi-component system using carbon aerogel as adsorbent. J. Hazard. Mater. 2008, 153, 502.
• 16. Stolarski M., Brodzik K., Walendziewski J., Łużny R., Broniek E.: Carbon aerogels as catalyst supports. Chimija v Interesach Ustojcivogo Razvitia 2006, 6, 619.
• 17. Moreno-Castilla C., Lopez-Ramon M.V., Carrasco-Marin F.: Changes in surface chemistry of activated carbon by wet oxidation. Carbon 2000, 38, 1995.
• 18. Abia A.A., Asuquo E.D.: Lead (II) and nickel (II) adsorption kinetics from aqueous metal solutions using chemically modified and unmodified agricultural adsorbents. African Journal of Biotechnology 2006, 16, 1475.