Adsorpcyjne badania właściwości powierzchniowych nieporowatych materiałów węglowych i krzemionkowych

• Autorzy: Choma J.

Warianty tytułu

EN

Adsorption studies of surface properties of nonporous, carbonaceous and siliceous materials

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Na podstawie doświadczalnie wyznaczonych niskotemperaturowych izoterm adsorpcji azotu badano właściwości powierzchniowe nieporowatego niegrafityzowanego materiału węglowego (sadza Cabot BP280) i grafityzowanego materiału węglowego (sadza Carbopack C) oraz nieporowatego materiału krzemionkowego (krzemionka LiChrospher Si1000). Na podstawie danych adsorpcyjnych wyznaczono dla tych materiałów powierzchnie właściwe BET, całkowite powierzchnie właściwe metodą termodynamiczną, funkcje rozkładu potencjału adsorpcyjnego oraz funkcje rozkładu energii adsorpcji. Wydaje się, że metoda termodynamiczna - analizy funkcji rozkładu potencjału adsorpcyjnego jest bardziej wiarygodna od metody BET, gdyż za pomocą tej pierwszej można dokładniej określić moment zakończenia tworzenia się monowarstwy, a tym samym dokładniej określić powierzchnię właściwą adsorbentu. Stwierdzono, że w przypadku materiałów węglowych obserwuje się pojedynczy pik na wykresie funkcji rozkładu potencjału adsorpcyjnego, ilustrujący proces tworzenia monowarstwy. Piku takiego nie stwierdza się w przypadku powierzchni krzemionkowej. Natomiast funkcje rozkładu energii adsorpcji wskazują na znacznie bardziej jednorodną powierzchnię węglową po procesie grafityzacji w porównaniu z powierzchnią weglową, niegrafityzowaną i krzemionkową, które są bardziej niejednorodne z dwoma różnymi typami centrów adsorpcyjnych.

EN

Surface properties of nonporous, nongraphitized (carbon black Cabot BP280) and graphitized (carbon black Carbopack C) carbonaceous material and nonporous siliceous material (silica LiChrospher Si1000) were studied on the basis of low-temperature nitrogen adsorption isotherms. The BET specific surface areas, the total specific surface areas by means of thermodynamic method, the adsorption potential distribution functions and the adsorption energy distribution functions were evaluated. It seems that the thermodynamic method - analysis of adsorption potential distribution function is more reliable than the BET method, because with the former one the exact moment when monolayer creation is completed can be evaluated, so adsorbent specific surface can be estimated more precisely. It was stated that in the case of carbonaceous materials a single peak can be observed on the graph of adsorption potential distribution function presenting the process of monolayer creation. Such a peak is not observed in the case of siliceous surface. Adsorption energy distribution functions indicate a much more homogeneous carbonaceous surface after the graphitization process in comparison with non-graphitized and siliceous carbonaceous surface, which are more heterogeneous with two different types of adsorption centers.

Słowa kluczowe

PL

materiały węglowe; materiały krzemionkowe; inżynieria materiałowa

EN

carbonaceous materials; siliceous materials; material engineering

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 53,nr 11-12
• Strony: 5--17
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., wykr.

Twórcy

autor

Choma J.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Chemii, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2

Bibliografia

• [1] S.J. Gregg, K.S.W. Sing, Adsorption, Surface Area and Porosity, Academic Press, London 1982.
• [2] M. Jaroniec, R. Madey, Physical Adsorption on Heterogeneous Solids, Elsevier, Amsterdam 1988.
• 3] W. Rudziński, D.H. Everett, Adsorption of Gases on Heterogeneneous Solid Surfaces, Academic Press, London 1991.
• [4] J. Klinik, Tekstura porowatych ciał stałych, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków 2001.
• [5] M. Jaroniec, M. Kruk, J.P. Olivier, Standard nitrogen adsorption data for characterization of nonporous silicas, Langmuir, vol. 15, 1999, pp. 5410-5413.
• [6] J. Choma, J.A. Zdenkowski, Standardowe dane adsorpcji azotu do charakterystyki porowatych adsorbentów mineralnych, Ochrona Środowiska, nr 4 (79), 2000, ss. 3-7.
• [7] L. Gardner, M. Kruk, M. Jaroniec, Reference data for argon adsorption on graphitized and nongraphitized carbon blacks, J. Phys. Chem. B, vol. 105, 2001, pp. 12516-12523.
• [8] M. Jaroniec, K. Kaneko, Physicochemical foundations for characterization of adsorbents by using high-resolution comparative plots, Langmuir, vol. 13, 1997, pp. 6589-6596.
• [9] K.S.W. Sing, D.H. Everett, R.A.W. Haul, L. Pierotti, J. Rouquerol, T. Siemieniewska, Reporting physisorption data for gas/solid systems with special reference to the determination of surface area and porosity, Pure Appl. Chem., vol. 57, 1985, pp. 603-619.
• [10] J. Choma, M. Jaroniec, Otrzymywanie i właściwości modyfikowanych nanoporowatych adsorbentów krzemionkowych, Ochrona Środowiska, t. 25, nr 1, 2003, ss. 3-8.
• [11] J. Choma, M. Jaroniec, W. Burakiewicz-Mortka, M. Kloske, Critical appraisal of classical methods for determination of mesopore size distributions of MCM-41 materials, Applied Surface Sci., vol. 196, 2002, pp. 216-223.
• [12] J. Choma, M. Jaroniec, E. Michalski, M. Kloske, Charakteryzacja struktury uporządkowanych nanoporowatych materiałów krzemionkowych na podstawie adsorpcji argonu w temperaturze 77 K, Ochrona Środowiska, t. 24, nr 4, 2002, ss. 3-9.
• [13] M. Kruk, M. Jaroniec, K.P. Gadkaree, Nitrogen adsorption studies of novel synthetic active carbons, J. Colloid Interface Sci., vol. 192, 1997, pp. 250-256.
• [14] J. Choma, M. Jaroniec, Termodynamiczna analiza porowatości węgli aktywnych, Karbo, t. 46, 2001, ss. 308-313.
• [15] M. Kruk, Z. Li, M. Jaroniec, W.R. Betz, Nitrogen adsorption study of surface properties of graphitized carbon blacks, Langmuir, vol. 15, 1999, pp. 1435-1441.
• [16] M. v. Szombathely, P. Bräuer, M. Jaroniec, The solution of adsorption integral equations by means of the regularization method, J. Computational Chem., 13, 1992, pp. 17-32.