Studies of Adsorption and Total Heterogeneous Properties of Sorbents for Environmental Protection

• Autorzy: Staszczuk P. , Matyjewicz M.

Warianty tytułu

PL

Badania właściwości adsorpcyjnych i całkowitej nejednorodności powierzchni sorbentów stosowanych w ochronie środowiska

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Possible applications of thermal analysis, sorptometry, gas chromatography and special gas adsorption methods for study of surface adsorption and porosity of the pure and modified active carbon, dolomite and zeolite samples were presented. The thermogravimetry method utilises Q-TO mass loss and first derivative Q-OTO mass loss curves during programmed thermodesorption in quasi-isothermal conditions. The obtained Q-TO and Q-OTO curves consist of steps and inflections which are associated with the properties of adsorbed liquid films and mechanism of the solid surfaces wetting process. It was found that the adsorption capacity and ability and surface heterogeneity depends on the method of modification of material surfaces. Moreover, the Q-OTO curves reflect the energetic and geometrical heterogeneity of the solid surfaces. The heights of these steps and inflections depend on the adsorption capacity, desorption energy, pore size and nature and number of active centres of the samples studied. The parameters of energetic and geometric heterogeneity and adsorption capacity of samples obtained by this method are in good agreement with those estimated on the basis of independent methods such as gas chromatography and sorptometry.

PL

Przedstawiono zastosowanie analizy termicznej, metody sorptometrycznej i gazowej chromatografii w badaniach właściwości adsorpcyjnych i porowatości czystych i zmodyfikowanych próbek węgla aktywnego, naturalnego dolomitu i zeolitów syntetycznych. W metodzie termograwimetrycznej wykorzystano do praktycznych obliczeń krzywe ubytku masy Q-TG i krzywe różniczkowe Q-DTG otrzymane podczas programowanej termodesorpcji cieczy z powierzchni próbek w warunkach quasi-izotermicznych. Otrzymane krzywe charakteryzują się przegięciami lub pikami, które są związane z właściwościami filmów adsorpcyjnych oraz procesem zwilżania powierzchni ciał stałych. Stwierdzono, że pojemność adsorpcyjna i niejednorodność powierzchni badanych próbek zależy od sposobu ich modyfikacji. Ponadto, krzywe Q-OTO odzwierciedlają niejednorodność energetyczną i geometryczną powierzchni materiałów. Wysokość i przegięcia (lub piki) na krzywych Q-OTO zależą od pojemności adsorpcyjnej próbek, energii desorpcji cieczy, rozmiarów porów oraz natury i ilości centrów aktywnych na powierzchni. Parametry charakteryzujące energetyczną i geometryczną niejednorodność powierzchni oraz pojemność adsorpcyjna określone metodą analizy termicznej pozostają w dobrej zgodności z analogicznymi otrzymanymi metodą chromatografii gazowej i za pomocą sorptometru.

Słowa kluczowe

EN

adsorption; surface heterogeneity; adsorbents for environmental protection; thermal analysis

PL

adsorpcja; niejednorodność powierzchni; adsorbenty stosowane w ochronie środowiska; analiza termiczna

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Chemia i Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2002
• Tom: Vol. 9, nr 8
• Strony: 897--909
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Staszczuk P.

• Department of Physicochemistry of Solid Surface, Faculty of Chemistry, Maria Curie - Skłodowska University, M. Curie - Skłodowska Sq. 3, 20-031 Lublin, Poland

autor

Matyjewicz M.

• Department of Physicochemistry of Solid Surface, Faculty of Chemistry, Maria Curie - Skłodowska University, M. Curie - Skłodowska Sq. 3, 20-031 Lublin, Poland

Bibliografia

• [1] Gilpin R.K., Ehtesham S.E. and Gregory R.B.: Anal. Chem., 1991, 63, 2825-2828.
• [2] Sadana A.: Chem. Rev., 1992, 92, 1799-1818.
• [3] Wurthrich K., Otting G. and Liepinsh E.: Faraday Discuss., 1992, 93, 35-45.
• [4] Staszczuk P.: Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 1995, 94, 213-224.
• [5] Staszczuk P.: J. Thermal Anal., 1997, 48, 755-767.
• [6] Buszewski B., Suprynowicz Z., Staszczuk P., Albert K., Pfleiderer B. and Bayer E.: J. Chromatogr., 1990, 499, 305-316.
• [7] Buszewski B., Jaroniec M., Staszczuk P. and Gilpin R.G.: Wiad. Chem., 1995, 49, 223-237.
• [8] Staszczuk P., Dobrowolski R. and Jaroniec M.: Langmuir, 1992, 8, 229.
• [9] Staszczuk P., Majdan M., Danielkiewicz T. and Matyjewicz M.: Progr. Colloid & Polymer Sci., 2001, 118, 100-102.
• [10] Staszczuk P., Danielkiewicz T. and Klinowski J.: Adsorption Sci. & Technol., 2000, 18, 307-322.
• [11] Staszczuk P., Biliński B., Stefaniak E. and Szymański E.: Sposób otrzymywania adsorbentu. Patent RP, No. 177 841, 2000.
• [12] Staszczuk P., Stefaniak E. and Szymański E.: Przem. Chem., 1996, 75, 224-226.
• [13] Staszczuk P., Stefaniak E, Biliński B., Szymański E. and Dobrowolski R.: Badania właściwości adsorpcyjnych i porowatości modyfikowanego termicznie dolomitu krajowego, Rudy Metale, 1998, 43, 337-341.
• [14] Stefaniak E., Dobrowolski R. and Staszczuk P.: Adsorption Sci. & Technol., 2000, 18, 107-115.
• [15] Gregg J.S. and Sing K.S.W.: Adsorption, Surface and Porosity, Academic Press, New York 1967.
• [16] Rudziński W. and Everett D.H.: Adsorption of Gases on Heterogeneous Surfaces, Academic Press, London 1992.
• [17] Staszczuk P.: J. Thermal Anal., 1998, 53, 597-616.
• [18] Bogillo V.I. and Staszczuk P.: J. Thermal Anal. & Cal., 1999, 55, 493-510.
• [19] Paulik F.: Special Trends in Thermal Analysis, J. Wiley & Sons, Chichester 1995.
• [20] Staszczuk P., Stefaniak E., Biliński B., Szymański E., Dobrowolski R. and Jayaweera S.A.A.: Powder Technol., 1997, 92, 253-257.
• [21] Staszczuk P., Sternik D. and Chądzyński G.W.: Congress Journal, (ed.) Bernhardt D.J., ‘World Chemistry Congress’, Brisbane, Australia 2001, p. 273.
• [22] Kutarov V.V., Planda M. and Staszczuk P.: Symposium: ‘Theoretical and Experimental Studies of Interfacial Phenomena and Their Technological Applications’, Odessa, Collection of Abstracts, 2001, pp. 126-128.
• [23] Staszczuk P., Sternik D. and Kutarov V.V.: J. Thermal Anal. & Cal., 2001, in press.
• [24] Staszczuk P., Danielkiewicz T., Majdan M. and Kowalska-Ternes M.: Proceedings of the 2nd West Ukrainian Symposium on Adsorption and Chromatography, Lviv 2000, pp. 232-238.
• [25] Kowalska M. and Majdan M.: Przem. Chem., 1999, 7, 257-261.