Próba standaryzacji metody sond molekularnych do oceny struktury mikroporowatej adsorbentów węglowych

• Autorzy: Vogt E. , Buczek B.

Warianty tytułu

EN

The standardization of the molecular probe technique for carbonaceous adsorbents microporous structure evaluation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Adsorbenty węglowe od wielu lat znajdują szerokie zastosowanie w procesach ochrony środowiska. Ich popularność wynika zarówno z chemicznych, jak i fizycznych właściwości. Znajomość podstawowych właściwości tych adsorbentów otwiera nowe możliwości ich stosowania. Znanych jest wiele metod badania struktury porowatej, jednakże czas oraz koszt wykonywania oznaczeń mają duży wpływ na wybór danej metody. Prostym sposobem badania struktury mikroporowatej jest metoda sond molekularnych, oparta na pomiarach gęstości z użyciem mediów piknometrycznych o różnych rozmiarach cząsteczek. W pracy badaniom poddano dwa rodzaje adsorbentów węglowych: węglowe sita molekularne oraz węgle aktywne. Analiza otrzymanych wyników umożliwia wybór odpowiednich mediów piknometrycznych dla danego rodzaju materiału.

EN

Carbonaceous adsorbents have had a wide application in many environment protection processes for many years. The high applicability of carbonaceous adsorbents is an effect of both their chemical and physical properties. The knowledge of the basic properties of these adsorbents opens new opportunities of its application. However, before using, their properties have to be done. There is a number of known methods (adsorption measurement, mercury porosimetry, densymetric measurement, microscopy, X-ray methods) of making a description of porous materials structure, however the time and price seem to be the most important factors determining the choice of an analytical method. The simple way to estimate the microporous structure is the molecular probe technique consisting mainly in the measurement of the density using displacement molecules with different sizes of their effective diameter. The measurements were carried out with the use of special construction pycnometers.Two kinds of adsorbents have been investigated: carbon molecular sieves and active carbons. In previous papers it was found that the measurements based on displacement of fluids with different molecular sizes (helium, water, benzene, methanol, tetrachloromethane, decaline) enabled characterization of the micropore structure of carbonaceous adsorbents. The analysis of the results in this work allows us to select these pycnometric fluids which are not suitable for individual kind of materials. We have found that the applying of methane as a pycnometric fluid causes that the values of density are too high to be used to calculation of pore volume. The benzene molecules having a specific shape give incoherent results. Both methane and benzene are not good molecular probes for carbonaceous materials. Water was found as a suitable pycnometric fluid only for carbon molecular sieves. The using of helium, tetrachloromethane and decaline enables us to calculate micropores volume within the range corresponding to the size of molecules of the applied pycnometric fluids. Finally, it could be said that the molecular probe technique is better in the case of the investigation of carbon molecular sieves microporous structure than active carbons. The researches cause the standardization of the molecular probe technique.

Słowa kluczowe

PL

struktura mikroporowata; sonda molekularna; gęstość specyficzna; adsorbenty węglowe

EN

micropore structure; molecular probe; effective density; carbonaceous

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2006
• Tom: T. 9, nr 2
• Strony: 197--209
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz.

Twórcy

autor

Vogt E.

autor

Buczek B.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Paliw i Energii, Katedra Inżynierii i Technologii Adsorpcyjnej, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Bałys M., Otrzymywanie metanu z gazu wysypiskowego metodą adsorpcji zmiennociśnieniowej, Konferencja Naukowo-Techniczna nt. Węgiel aktywny w ochronie środowiska i przemyśle, Wyd. Poi. Częstochowskiej, Częstochowa 2004, 350-358.
• [2] Buczek B., Czepirski L., Węgiel aktywny w układach magazynowania energii, Przemysł Chemiczny 2000, 79, 7, 234-236.
• [3] Buczek B., Czepirski L., Improvement of methane storage capacity for active carbons, Ads. Sci. Techn. 1987, 4, 217-223.
• [4] Bałys M., Buczek B., Vogt E., Evaluation of microporous structure of carbon molecular sieve using the pycnometric method, Characterisation of Porous Solids VI. Studies in Surface Science and Catalysis, Eds. F. Rodriguez-Reinoso, B. McEnaney, J. Rouquerol, K.K. Unger, 2002, 144, 225-230.
• [5] Vogt E., Buczek B., Evaluation of microporous structure of carbon molecular sieves using the densymetric methods, Annals 2003, 1, 407-411.
• [6] Jiintgen H., Knoblauch K., Harder K., Production from coal and application in gas separation, Fuel 1981, 60, 817-822.
• [7] Folder reklamowy firmy Gryfskand.
• [8] Dębowski Z., Warunki tworzenia się porów w adsorbentach formowanych oraz ich właściwości sitowo molekularne, Prace GIG 1978, 23, 79-100.
• [9] PN-81/C-04307 Koks i półkoks z węgla kamiennego. Oznaczanie gęstości rzeczywistej, gęstości pozornej i porowatości.
• [10] Gregg S.J., Sing K.S.W., Surface and Colloid Science, eds. E. Matijevic, J. Wiley, New York 1976.
• [11] Bałys M, Buczek B., Ziętkiewicz J., Enrichment of methane containing gases on carbon molecular sieves, Abstract and Programme Poster Presentation, ISSHAC-4, 27-31 August, Kraków, Polska 2001, 105.