Węgle aktywne z odpadowych łupin jatrofy przeczyszczającej (Jatropha curcas L.)

• Autorzy: Fałtynowicz H. , Kaczmarczyk J. , Kułażyński M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/62.2015.7.17

Warianty tytułu

EN

Activated carbons from waste Jatropha curcas L. shells

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zbadano przydatność odpadowych łupin nasiennych jatrofy przeczyszczającej (Jatropha curcas L.) jako surowca do preparatyki węgli aktywnych. Określono wpływ temperatury karbonizacji i fizykochemicznej aktywacji parą wodną na strukturę porowatą otrzymanych produktów, a także wpływ ubytku masy karbonizatu podczas aktywacji fizykochemicznej za pomocą H₂O i CO₂ oraz stosunku masy aktywatora (KOH) do masy karbonizatu w aktywacji chemicznej na rozwinięcie struktury kapilarnej otrzymanych węgli aktywnych. W badaniach sorpcyjnych scharakteryzowano objętość i powierzchnię porów surowca oraz produktów karbonizacji i aktywacji. Do największego rozwinięcia struktury porowatej karbonizatów prowadziła karbonizacja do temp. 600°C. Otrzymane węgle aktywne odznaczały się przeważającym udziałem mikroporów (do 94% objętości porów adsorpcyjnych), jedynie aktywacja parą wodną kształtowała więcej mezoporów (do 17%). W wyniku aktywacji chemicznej, przy stosunku masowym KOH:karbonizat jak 4:1, otrzymano węgiel aktywny o największej powierzchni właściwej (SBET = 1974 m²/g). Aktywacja fizykochemiczna, niezależnie od czynnika aktywującego, prowadziła do powstania materiałów o mniejszej objętości i powierzchni porów (maksymalnie 0,374 cm³/g i 832 m²/g po aktywacji CO₂ w 700°C do 50-proc. ubytku masy). Za optymalne parametry aktywacji parą wodną uznano temp. 700°C i 50-proc. ubytek masy.

EN

Jatropha curcas L. shells were 2-step carbonized at 600°C and activated with steam and CO₂ or solid KOH to study the effect of temp., burn-off and KOH-to-char ratio on porous texture of the chars and activated C. The micropores contributed mainly to the total pores vol. (up to 94%). The chem. activation with KOH resulted in the highest sp. surface area (1974 m²/g).

Słowa kluczowe

PL

węgle aktywne; jatrofa przeczyszczająca; Jatropha curcas; łupiny nasienne; otrzymywanie węgli aktywnych

EN

activated carbons; Jatropha curcas L.

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 94, nr 7
• Strony: 1161--1166
• Opis fizyczny: Bibliogr. 63 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Fałtynowicz H.

• Zakład Chemii i Technologii Paliw, Wydział Chemiczny, Politechnika Wrocławska, ul. Gdańska 7/9, 50-244 Wrocław

autor

Kaczmarczyk J.

• Zakład Chemii i Technologii Paliw, Wydział Chemiczny, Politechnika Wrocławska, ul. Gdańska 7/9, 50-244 Wrocław

autor

Kułażyński M.

• Zakład Chemii i Technologii Paliw, Wydział Chemiczny, Politechnika Wrocławska, ul. Gdańska 7/9, 50-244 Wrocław

Bibliografia

• 1. J. Heller, Physic Nut, Jatropha Curcas L. Promoting the conservation and use of underutilized and neglected crops, Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research, Gatersleben/International Plant Genetic Resources Institute, Rome 1996, 13.
• 2. V.C. Pandey, K. Singh, J.S. Singh, A. Kumar, B. Singh, R.P. Singh, Renew. Sust. Energ. Rev. 2012, 16, 2870.
• 3. M.O. Nwosu, J.L. Okafor, Mycoses 1995, 38, 191.
• 4. J.O. Ogunwole, D.R. Chaudhary, A. Ghosh, C.K. Daudu, J. Chikara, J.S. Patolia, Acta Agr. Scand. B-S. P. 2008, 58, nr 3, 245.
• 5. B. Reubens, W.M.J. Achten, W.H. Maes, F. Danjon, R. Aerts, J. Poesen, B. Muys, J. Arid Environ. 2011, 75, 201.
• 6. R.A. Zahawi, Restor. Ecol. 2005, 13, nr 1, 92.
• 7. W.M.J. Achten, E. Mathijs, Biofuels Bioprod. Bioref. 2007, 1, 283.
• 8. J. Martinez-Herrera, P. Siddhuraju, G. Francis, G. Davila-Ortiz, K. Becker, Food Chem. 2006, 96, 80.
• 9. H.P.S. Makkar, A.O. Aderibigbe, K. Becker, Food Chem. 1998, 62, nr 2, 207.
• 10. W. Adolf, H.J. Opferkuch, E. Hecker, Phytochemistry 1984, 23, nr 1, 129.
• 11. A. Kumar, S. Sharma, Ind. Crop. Prod. 2008, 28, 1.
• 12. C.W. Sabandar, N. Ahmat, F.M. Jaafar, I. Sahidin, Phytochemistry 2013, 85, 7.
• 13. H.P.S.A. Khalil, N.A.S. Aprilia, A.H. Bhat, M. Jawaid, M.T. Paridah, D. Rudi, Renew. Sust. Energ. Rev. 2013, 22, 667.
• 14. W.M.J. Achten, L. Verchot, Y.J. Franken, E. Mathijs, V.P. Singh, R. Aerts, B. Muys, Biomass Bioenerg. 2008, 32, 1063.
• 15. I.R. Huerga, M.S. Zanuttini, M.S. Gross, C.A. Querini, Energ. Convers. Manage. 2014, 80, 1.
• 16. H.J. Berchmans, S. Hirata, Bioresource Technol. 2008, 99, nr 6, 1716.
• 17. H. Lu, Y. Liu, H. Zhou, Y. Yang, M. Chen, B. Liang, Comput. Chem. Eng. 2009, 33, 1091.
• 18. W.M.J. Achten, W.H. Maes, R. Aerts, L. Verchot, A. Trabucco, E. Mathijs, V.P. Singh, B. Muys, J. Arid Environ. 2010, 74, 164.
• 19. R.N. Singh, D.K. Vyas, N.S.L. Srivastava, M. Narra, Renew. Energ. 2008, 33, 1868.
• 20. V.N. Gunaseelan, Biomass Bioenerg. 2009, 33, nr 4, 589.
• 21. J.A. Sotolongo, P. Beaton, A. Diaz, S. Montes de Oca, Y. del Valle, S. Garcia Pavon, R. Zanzi. Mat. 15th European Biomass Conference & Exhibition, 2007, 2631.
• 22. G.M. Gubitz, M. Mittelbach, M. Trabi, Bioresource Technol. 1999, 67, 73.
• 23. R.M. Jingura, D. Musademba, R. Matengaifa, Int. J. Eng. Sci. Technol. 2010, 2, nr 7, 115.
• 24. X. Duan, J. Peng, C. Srinivasakannan, L. Zhang, H. Xia, K. Yang, Z. Zhang, Energy Sources, Part A 2011, 33, nr 21, 2005.
• 25. K. Karthick, C. Dinesh, C. Namasivayam, Sustain. Environ. Res. 2014, 24, nr 2, 139.
• 26. Z.J. Sroka, M. Kułażyński, J. Kaczmarczyk, R. Michałowski, Pol. J. Environ. Stud. 2009, 18, 211.
• 27. K. Bratek, W. Bratek, M. Kułażyński, Pol. J. Chem. Technol. 2007, 9, 102.
• 28. H.-C. Lee, N. Byamba-Ochir, W.-G. Shim, M.S. Balathanigaimani, H. Moon, J. Power Sources 2015, 275, 668.
• 29. J. Trawczyński, M. Kułażyński, Coal Sci. Technol. 1995, 24, 1803.
• 30. M. Wu, Q. Guo, G. Fu, Powder Technol. 2013, 247, 188.
• 31. K. Bratek, W. Bratek, J. Kaczmarczyk, M. Kułażyński, Pol. J. Environ. Stud. 2005, 14, 115.
• 32. O. Ioannidou, A. Zabaniotou, Renew. Sust. Energ. Rev. 2007, 11, 1966.
• 33. S. Banerjee, M.C. Chattopadhyaya, V. Srivastava, Y.C. Sharma, Environ. Prog. Sustainable Energy 2014, 33, 790.
• 34. P. Nowicki, I. Kuszyńska, J. Przepiórski, R. Pietrzak, Cent. Eur. J. Chem. 2013, 11, 78.
• 35. D. Mohan, K.P. Singh, Water Res. 2002, 36, 2304.
• 36. M. Gueye, Y. Richardson, F.T. Kafack, J. Blin, J. Environ. Chem. Eng. 2014, 2, 273.
• 37. S. Karthikeyan, K. Sakthivel, C. Kannan, Rasayan J. Chem. 2011, 4, nr 3, 519.
• 38. G. Revathi, S. Ramalingam, P. Subramanian, A. Ganapathi, R. Valliappan, Oriental J. Chem. 2010, 26, nr 4, 1385.
• 39. P. Sathishkumar, M. Arulkumar, T. Palvannan, J. Cleaner Prod. 2012, 22, 67.
• 40. S.-H. Hsu, C.-S. Huang, T.-W. Chung, S. Gao, J. Taiwan Inst. Chem. Eng. 2014, 45, 2526.
• 41. N. Sivakumar, S. Ponnusamy, P.M. Gopalsamy, Biosci. Biotechnol. Res. Asia 2009, 6, nr 2, 797.
• 42. O.F. Okeola, E.O. Odebunmi, O.M. Ameen, Bull. Chem. Soc. Ethiop. 2012, 26, nr 2, 171.
• 43. W. Tongpoothorn, M. Sriuttha, P. Homchan, S. Chanthai, C. Ruangviriyachai, Chem. Eng. Res. Des. 2011, 89, 335.
• 44. K. Ramakrishnan, C. Namasivayam, J. Environ Eng. Manage. 2009, 19, nr 3, 173.
• 45. V. Sricharoenchaikul, C. Pechyen, D. Aht-ong, D. Atong, Energy Fuels 2008, 22, 31.
• 46. X. Duan, C. Srinivasakannan, J. Peng, L. Zhang, Z. Zhang, Biomass Bioenerg. 2011, 35, 3920.
• 47. X. Duan, C. Srinivasakannan, J. Peng, L. Zhang, Z. Zhang, Fuel Process. Technol. 2011, 92, 394.
• 48. J.W. McBain, Nature 1926, 117, 550.
• 49. J.W. McBain, A.M. Bakr, JACS 1926, 48, 690.
• 50. C. Pierce, J. Phys. Chem. 1953, 57, 149.
• 51. C. Orr, J.M. Dallavalle, Fine particle measurement, size, surface and pore volume, Macmillan, New York 1959.
• 52. J. Kankare, O. Jantti, Suomen Kemistilehti 1963, B40, 51.
• 53. S.J. Gregg, K.S.W. Sing, Adsorption, surface area and porosity, Academic Press, London 1982.
• 54. S. Brunauer, P. Emmett, E. Teller, JACS 1938, 60, 309.
• 55. M.M. Dubinin, Carbon 1989, 27, 457.
• 56. K. Openshaw, Biomass Bioenergy 2000, 19, 1.
• 57. D.K. Vyas, R.N. Singh, Renew. Energy 2007, 32, 512.
• 58. A.R. Mohamed, M. Mohammadi, G.N. Darzi, Renew. Sust. Energy Rev. 2010, 14, 1591.
• 59. M. Molina-Sabio, M. Gonzalez, F. Rodriguez-Reinoso, A. Sepulveda-Escribano, Carbon 1996, 34, 505.
• 60. A. Ahmadpour, D.D. Do, Carbon 1996, 34, 471.
• 61. M. Molina-Sabio, F. Rodriguez-Reinoso, Colloids Surf. A 2004, 241, 15.
• 62. T. Otowa, Y. Nojima, T. Miyazaki, Carbon 1997, 35, 1315.
• 63. H. Fałtynowicz, J. Kaczmarczyk, M. Kułażyński, Open Chemistry 2015 (w druku).

Uwagi

PL

Praca finansowana z dotacji Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego na działalność statutową Wydziału Chemicznego Politechniki Wrocławskiej. Wydanie publikacji sfinansowane ze środków Krajowego Naukowego Ośrodka Wiodącego (KNOW) na lata 2014–2018 dla Wydziału Chemicznego Politechniki Wrocławskiej jako członka Konsorcjum Wrocławskie Centrum Biotechnologii.