Zeolitowe materiały porowate na bazie aktywowanego alkalicznie metakaolinu

• Autorzy: Rożek Piotr , Kubowicz Maciej , Mozgawa Włodzimierz , Król Magdalena

Warianty tytułu

EN

Zeolite porous materials based on alkali-activated metakaolin

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad możliwością otrzymania porowatych materiałów zeolitowych na bazie geopolimeru. Do syntezy tych materiałów wykorzystano metakaolin, który następnie aktywowano alkalicznie roztworem wodorotlenku sodu, a w roli środka porotwórczego zastosowano nadtlenek wodoru. W czasie syntezy w materiale wykrystalizował zeolit A, co określono za pomocą analizy rentgenowskiej (XRD). Jego obecność potwierdziły też widma w podczerwieni (FT-IR) oraz obrazy uzyskane przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Określono też wpływ ilości dodanego środka porotwórczego na porowatość, gęstość pozorną oraz wytrzymałość na ściskanie otrzymanych materiałów. Najkorzystniejszy stosunek wytrzymałości do porowatości uzyskano dla dodatku nadtlenku wodoru w zakresie 0,12% – 0,25%.

EN

In the paper the results of research on the possibility of obtaining of the porous zeolitic materials on the basis of geopolymer are presented. For the synthesis of such materials metakaolin was used, which was then alkali-activated with sodium hydroxide solution, and hydrogen peroxide was used as blowing agent. Zeolite A crystallized during the synthesis which was determined with the use of X-ray diffraction (XRD). Its presence was also confirmed by infrared spectra (FT-IR) and images obtained by scanning electron microscope (SEM). The influence of the blowing agent amount on porosity, apparent density and compressive strength of the obtained materials was determined. The most favorable relation of strength to porosity was obtained for the addition of hydrogen peroxide in the range of 0.12% - 0.25%.

Słowa kluczowe

PL

zeolit; geopolimer; alkaliczna aktywacja; porowatość; wytrzymałość na ściskanie

EN

zeolite; geopolymer; alkali-activation; porosity; compressive strength

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 71, nr 3
• Strony: 228--237
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Rożek Piotr

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Kubowicz Maciej

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Mozgawa Włodzimierz

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Król Magdalena

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Auerbach, S. M., Carrado, K. A., Dutta, P. K.: Handbook of Zeolite Science and Technology, Wyd. CRC Press, 2003.
• [2] Barrer, R. M.: Fractionation of mixtures of hydrocarbons, U.S. Patent No. 2,306,610, 1942.
• [3] Barrer, R. M.: Process for the manufacture of crystalline absorbents, U.S. Patent No. 2,413,134, 1946.
• [4] Król, M., Minkiewicz, J., Mozgawa, W.: IR spectroscopy studies of zeolites in geopolymeric materials derived from kaolinite, J. Mol. Struct., 1126, (2016), 200–206.
• [5] Davidovits, J.: Geopolymer chemistry and applications, Geopolymer Institute, 2008.
• [6] Provis, J. L., Van Deventer, J. S. J.: Geopolymers: Structures, Processing, Properties and Industrial Applications, Woodhead Publishing, 2009.
• [7] Liguori, B., Aprea, P., Roviello, G., Ferone, C.: Self-supporting zeolites by Geopolymer Gel Conversion (GGC), Microporous Mesoporous Mater., 286, (2019), 125–132.
• [8] Rożek, P., Król, M., Mozgawa, W.: Geopolymer-zeolite composites: A review, J. Clean. Prod., 230, (2019), 557–579.
• [9] Lee, N. K., Khalid, H. R., Lee, H. K.: Adsorption characteristics of cesium onto mesoporous geopolymers containing nano-crystalline zeolites, Microporous Mesoporous Mater., 242, (2017), 238–244.
• [10] De Rossi, A., Simão, L., Ribeiro, M. J., Novais, R. M., Labrincha, J. A., Hotza, D., Moreira, R. F. P. M.: In-situ synthesis of zeolites by geopolymerization of biomass fly ash and metakaolin, Mater. Lett., 236, (2019), 644-648.
• [11] Bai, C., Colombo, P.: Processing, properties and applications of highly porous geopolymers: A review, Ceram. Int., 44, (2018), 16103–16118.
• [12] Król, M., Rożek, P.: The effect of calcination temperature on the metakaolin structure for the synthesis of zeolites, Clay Miner., 53, (2019), 657–663.
• [13] Breck, D. W.: Zeolite Molecular Sieves: Structure, Chemistry and Use, Wyd. John Wiley and Sons, 1974.
• [14] Xu, H., van Deventer, J. S. J.: The geopolymerisation of alumino-silicate minerals, Int. J. Miner. Process., 59, (2000), 247–266.
• [15] Bolewski, A., Żabiński, W.: Metody badań minerałów i skał: praca zbiorowa, Wydawnictwa Geologiczne, 1979.
• [16] Wdowin, M.: Surowiec kaolinowy jako potencjalny materiał do syntezy zeolitu typu A, Gospod. Surowcami Miner. / Miner. Resour. Manag., 31, (2015), 45–58.
• [17] Mozgawa, W.: Spektroskopia oscylacyjna zeolitów, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, 2007.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).