Usuwanie fenolu na węglach aktywnych otrzymanych z paku antracenowego

• Autorzy: Lorenc-Grabowska E. , Torchała K , Machnikowski J.

Warianty tytułu

EN

Phenol Removal on Anthracene Pitch-based Activated Carbon

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy zbadano zdolność węgla aktywnego otrzymanego z paku antracenowego do adsorpcyjnego usuwania fenolu. W celach porównawczych zastosowano również komercyjny węgiel aktywny otrzymany z łupin orzecha kokosowego. Węgle scharakteryzowano w oparciu o analizę techniczną, elementarną oraz sorpcję azotu w 77 K. Badane węgle są węglami typowo mikroporowatymi. Adsorpcję fenolu przeprowadzono w warunkach statycznych w temperaturze pokojowej. Wyznaczono czasy osiągania stanu równowagi oraz nadmiarowe izotermy adsorpcji, które scharakteryzowano w oparciu o równania Langmuira i Freundlicha. Stwierdzono, że węgle aktywne otrzymane z paku adsorbują fenol lepiej niż komercyjny węgiel aktywny. Zaobserwowano, że sorpcja w monowarstwie wyznaczona z równania Langmuira zależy od objętości porów o szerokości mniejszej niż 1,4 nm.

EN

The adsorptive properties of anthracene pitch-based powder activated carbons (AACs) towards the phenol removal have been studied. The AACs were prepared by steam or CO2 activation of the preoxidized precursor. Different methods of pitch preoxidation were used, i.e. air oxidation and wet oxidation with mixture of sulfuric/nitric acid, and sulfuric acid/peroxide. For comparison the commercial activated carbon from coconut shell has been used (OK). The studied ACs have been characterized in terms of proximate, elemental analysis and porous texture. The studied activated carbons are predominantly microporous. The AACs are almost ash free with slightly acidic surface characteristics. The OK has low ash content and slightly basic surface characteristics. The heteroatoms content N+O is comparable for AACs whereas the OK has the lowest heteroatom content. The phenol adsorption processes were carried out in static condition at ambient temperature. The equilibrium time and equilibrium sorption isotherms were determined. The equilibrium time varied from 8 to 48 hours. The Langmuir and Freundlich models were applied to interpret the data. The sorption capacity of AACs was twofold higher than the sorption capacity of the commercial OK. The correlation between the Langmuir sorption capacity and volume of pores smaller than 1.4 nm were observed.

Słowa kluczowe

PL

węgle aktywne z paku; adsorpcja; fenol

EN

pitch-based activated carbons; adsorption; phenol

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 16, nr 3
• Strony: 303--312
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz.

Twórcy

autor

Lorenc-Grabowska E.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Chemiczny Zakład Materiałów Polimerowych i Węglowych ul. Gdańska 7/9, 50-344 Wrocław

autor

Torchała K

• Politechnika Wrocławska, Wydział Chemiczny Zakład Materiałów Polimerowych i Węglowych ul. Gdańska 7/9, 50-344 Wrocław

autor

Machnikowski J.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Chemiczny Zakład Materiałów Polimerowych i Węglowych ul. Gdańska 7/9, 50-344 Wrocław

Bibliografia

• [1] Hsieh C.T., Teng H., Liquid-phase adsorption of phenol onto activated carbons prepared with different activation levels, Journal of Colloid and Interface Science 2000, 230, 171-175.
• [2] Caturla F., Martin-Martinez J.M., Molina-Sabio M., Rodriguez-Reinoso F., Torregrosa R., Adsorption of substituted phenols on activated carbon, Journal of Colloid and Interface Science 1988, 24, 528-234.
• [3] Ganan J., Gonzalez-Gracia C.M., Gonzalez J.F., Sabio E., Macias-Garcia A., Diaz M.A., Preparation of activated carbons from bituminous coal pitches, Applied Surface Science 2004, 238, 347-354.
• [4] Vilaplana-Ortego E., Lillo-Rodenas M.A., Alcaniz-Monage J., Cazorla-Amoros D., Linares- -Lolano A., Isotropic petroleum pitch as a carbon precursor for the preparation of activated carbon by KOH activation, Carbon 2009, 47, 2112-2143.
• [5] Lorenc-Grabowska E., Gryglewicz G., Machnikowski J., Diez M.A., Barriocahal C., Activated carbons from coal/pitch and polyethylene terephtalate blends for the removal of phenols from aqueous solutions, Energy & Fuels 2009, 23, 2675-2683.
• [6] Fernandez J.J., Alonso F., Anthracene oil synthetic pitch: A novel approach to hybrid pitches, Light Metals 2004, 499-502.
• [7] Alvarez P., Granda M., Sutil J., Santamaria R., Blanco C., Menendez R. et al., Preparation of low toxicity pitches by thermal oxidative condensation of anthracene oil, Environ. Sci. Technol. 2009, 43, 8126-8132.
• [8] Machnikowska H., Torchała K., Gryglewicz G., Machnikowski J., Wet oxidation of anthracene oil-based pitch - a way to porous carbons, International Conference on Coal Science and Technology, ICCS&T’2011, Oviedo 2011, Extended Abstracts, CD-ROM.
• [9] Fontecha-Camara M.A., Lopez-Ramon M.V., Alvarez-Merino M.A., Moreno-Castilla C., Effect of surface chemistry, solution pH, and ionic strength on the removal of herbicides diuron and amitrole from water by an activated carbon fiber, Langmuir 2007, 23, 1242-1247.
• [10] Lorenc-Grabowska E., Gryglewicz G., Adsorpcja monopodstawionych fenoli na węglach aktywnych o zróżnicowanym charakterze chemicznym powierzchni, Inżynieria i Ochrona Środowiska 2006, 9(2), 173-184.
• [11] Radovic L.R., Moreno-Castilla C., Rivera-Utrilla J., Carbon materials as adsorbents in aqueous solution [in:] Chemistry and Physics of Carbon 27, ed. L.R. Radovic, Marcel Decker, New York, Basel 2001.
• [12] Dębowski Z., Kryteria doboru węgla aktywnego, Prace Naukowe, Główny Instytut Górnictwa, Katowice 1994.
• [13] Lorenc-Grabowska E., Gryglewicz G., Machnikowski J., p-chlorophenol adsorption on activated carbons with basic surface properties, Applied Surface Science 2010, 256, 4480-4487.
• [14] Lorenc-Grabowska E., Gryglewicz G., Diez M.A., Kinetics and equilibrium studies of phenol adsorption on nitrogen-enriched activated carbons, Fuel 2013, 114, 235-243.