Wprowadzanie grup funkcyjnych zawierających azot do węgli aktywnych przez niskotemperaturową obróbkę wodą amoniakalną

• Autorzy: Przepiórski J. , Skrodzewicz M. , Konno H. , Morawski A. W.

Warianty tytułu

EN

Incorporation of nitrogen-containing functional groups into actibated carbons by treatment with ammonia water at low temperature

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań nad mody fika ej ą po wierzchni węgli aktywnych serii CWZ wodnym 25 % roztworem amoniaku w temperaturze pokojowej . Modyfikacja wodą amoniakalna prowadzi do utworzenia na powierzchni wQgli grup funkcyjnych zawierających azot, co potwierdzono wynikami analiz powierzchni badanych węgli aktywnych metodą spektroskopii w podczerwieni z transformacjąFouriera (FTIR) oraz spektroskopii fotoelektronów rentgenowskich (XPS). Dodatkowym potwierdzeniem zajścia modyfikacji oraz źródłem informacj i na temat trwałości utworzonych w strukturze węgli powierzchniowych grup funkcyjnych zawierających azot były wyniki analiz TPD-FTIR. Jak stwierdzono, ogrzewanie próbek węgli modyfikowanych w zakresie temperatur 300-550°C prowadzi do wydzielania się amoniaku z wprowadzonych grup powierzchniowych. Wykonane pomiary adsorpcj i z fazy wodnej na uzyskanych węglach aktywnych, potwierdziły podwyższenie zdolności adsorpcyjnych węgli wobec fenolu jako reprezentatywnego zanieczyszczenia wód o charakterze kwaśnym.

EN

Results of modification of CWZ series activated carbons with aqueous ammonia at room temperature is described. As confirmed with both Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray pholoelectron spec-troscopy (XPS), mentioned modification results in formation of nitrogen-containing surface groups on the surface of researched activated carbons. Performed additionally temperature-programmed desorption (TPD) coupled with FTIR proved incorporation of nitrogen to the carbons structure and gave an information about thermal stability of the surface groups. As found, heating of the modified carbons at temperature ranging from 300 to 550°C causes destructive decomposition of the N-containing groups with evolution of ammonia. The modified activated carbons showed increased adsorption of phenol from water.

Słowa kluczowe

PL

węgiel aktywny; modyfikacja powierzchni; FTIR; spektroskopia w podczerwieni z transformacją Fouriera; spektroskopia rentgenowska fotoelektronów; adsorpcja fenolu

EN

activated carbon; surface modification; FTIR spectroscopy; X-ray photoelectron spectroscopy; phenol adsorption

• Wydawca: Wydawnictwo Górnicze Sp. z o.o.
• Czasopismo: Karbo
• Rocznik: 2004
• Tom: Nr 3
• Strony: 127--130
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Przepiórski J.

• Politechnika Szczecińska, Instytut Technologii Chemicznej Nieorganicznej i Inżynierii Środowiska, ul. Pułaskiego 10, 70-322 Szczecin

autor

Skrodzewicz M.

• Politechnika Szczecińska

autor

Konno H.

• Graduate School of Engineering, Hokkaido University, Kita-ku, Sapporo, Japan

autor

Morawski A. W.

• Politechnika Szczecińska

Bibliografia

• 1. Zhenyu R., Haiqin R., Jingtang Z., Microstructure and chemical analysis of PAN-based activated carbon fibers prepared by different activation methods. Carbon, 2002, t. 40, s. 1144.
• 2. Tomlison J.B., Freeman J.J., Theocharis C.R., The preparation and adsorptive properties of ammonia-activated viscose rayon chars. Carbon, 1993, t. 31, s. 13.
• 3. Haghseresht F., Lu G.Q., Wittaker A.K., Porous structure and surface chemistry of nitrogen containing carbons from polymers. Carbon, 1999, t. 37, s. 585.
• 4. Lahaye J., The chemistry of carbon surfaces. Fuel, 1998, t. 77, s. 543.
• 5. Bimer J., Sałbut P.D., Berłożecki S., Modified active carbons from precursors enriched with nitrogen functions: sulfur removal capabilities. Fuel, 1998, t. 77, s. 519.
• 6. Burg P., Fydrich P., Cagniant D., The characterization of nitrogen-enriched activated carbons by IR, XPS and LSER methods. Carbon, 2002, t. 40, s. 1521.
• 7. Stańczyk K., Dziembaj R., Piwowarska Z., Transformation of nitrogen structures in carbonization of model compounds determined by XPS. Carbon, 1995, t. 33, s. 1383 .
• 8. Li K., Ling L., Lu C., Catalytic removal of SO₂ over ammonia-activated carbon fibers . Carbon, 2001, t. 39, s. 1803.
• 9. Qlan Z., Grant K., The incorporation of nitrogen into isotropic carbons and its release during temperature-programmed combustion. Carbon, 1995, t. 33, s. 35.
• 10. Terzyk A.P., The influence of activated carbon surface chemical composition on the adsorption of acetaminophen (paracetamol) in vitro. Part II. TG, FTIR, XPS analysis of the carbons and the temperature dependence of adsorption kinetics at the neutral pH. Coll. Surf., 2001, t. 177, s. 23.
• 11. Jansen R.J.J., van Bakkum H., XPS of nitrogen-containing functional groups on activated carbon. Carbon, 1995, t. 33, s. 1021.
• 12. Przepiórski J., Skrodzewicz M., Morawski A.W., High temperature ammonia treatment of activated carbon for enhancement of CO₂ adsorption. App. Surf. Sci., 2004, t. 225, s. 235.
• 13. Stöhr B., Boehm H.P., Schlög R., Enhancement of the catalytic activity of activated carbons in oxidation reactions by thermal treatment with ammonia of hydrogen cyanide and observation of a superoxide species as a possible intermediate. Carbon, 1991, t. 29, s. 707.
• 14. Boehm H.P., Mair G., Stöhr T., Fuel, 1984, t. 63, s. 1061.
• 15. Mangun L.C., Benak K.R., Economy J., Foster K.L., Surface chemistry, pore sizes and adsorption properties of activated carbon fibers and precursors treated with ammonia. Carbon 2001, t. 39, s. 1809.