Badania adsorpcji N-formylomorfoliny na adsorbentach węglowych i tlenkowych w środowisku ciekłych węglowodorów

• Autorzy: Paszkiewicz Patryk , Lewera Adam

Identyfikatory

DOI

10.15199/62.2025.6.4

Warianty tytułu

EN

Studies on the adsorption of N-formylmorpholine on carbon and oxide adsorbents in a liquid hydrocarbon environment

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zbadano adsorpcję N-formylomorfoliny (NFM) na materiałach tlenkowych (tlenek glinu(III) oraz tlenek krzemu(IV)) i węglowych (ekstrudowany węgiel i adsorbent węglowy z karbonizowanych skorup orzechów kokosowych). NFM może stanowić zanieczyszczenie frakcji węglowodorowych otrzymywanych w procesie destylacji ekstrakcyjnej. Z tego powodu ważne jest opracowanie nowych sorbentów o lepszych właściwościach sorpcyjnych. Największą pojemność adsorpcyjną względem NFM wykazały tlenek glinu(III) oraz tlenek krzemu( IV). Pojemność adsorpcyjna tych materiałów zwiększyła się po impregnacji za pomocą roztworu kwasu poliakrylowego o stężeniu 0,1 mmol/L i osiągnęła odpowiednio 4,71 i 5,36 mg N całkowitego na 1 g adsorbentu. Impregnacja perfluorowaną żywicą jonowymienną (Nafion) wpłynęła na zmniejszenie pojemności adsorpcyjnej na wychwyt NFM w stosunku do pojemności adsorpcyjnej adsorbentu nieimpregnowanego. Opracowano proces regeneracji adsorbentu i przeprowadzono próby regeneracji adsorbentów na bazie tlenku glinu(III), tlenku krzemu(IV) oraz materiałów węglowych przed i po aktywacji za pomocą roztworu kwasu poliakrylowego. Regeneracja zużytego adsorbentu z wykorzystaniem 10-proc. roztworu HCl umożliwiała przywrócenie pojemności adsorpcyjnej, co może świadczyć o możliwości opracowania adsorbentu regenerowalnego. Perspektywicznymi adsorbentami okazały się adsorbenty na bazie tlenku glinu(III) oraz tlenku krzemu(IV), wykazując pojemność adsorpcyjną po drugim procesie regeneracji, wynoszącą odpowiednio 6,90 i 6,30 mg N na 1 g adsorbentu, podczas gdy adsorbenty węglowe wykazały bardzo małą zdolność do adsorpcji NFM (związku niearomatycznego) w środowisku węglowodorów aromatycznych.

EN

Metal oxides (Al(III) oxide, Si(IV) oxide) and C materials (extruded C and C adsorbent from carbonized coconut shells ) were used to study the adsorption of N-formylmorpholine (NFM) from an aromatic hydrocarbon environment. The materials were impregnated with poly(acrylic acid) or perfluorinated ion exchange resin (Nafion) using their solns. of various concns. The highest adsorption capacity of NFM was obsd. on Al(III) oxide and Si(IV) oxide. The adsorption capacity of these materials increased after impregnation with a 0.1 mmol poly(acrylic acid) soln., to finally achieve 4.71 and 5.36 mg of total N per 1 g of adsorbent, resp. Impregnation with Nafion reduced the adsorption capacity toward NFM as compared to the adsorption capacity of the non-impregnated adsorbent. The process of regeneration of adsorbents before and after impregnation with a poly(acrylic acid) soln. was developed and carried out. Regeneration with 10% HCl restored NFM adsorption capacity. Most promising adsorbents were based on Al(III) oxide and Si(IV) oxide, showing an adsorption capacity after the second regeneration process of 6.90 and 6.30 mg of total N per 1 g of adsorbent, resp., whereas carbon adsorbents showed a very low capacity to NFM.

Słowa kluczowe

PL

adsorpcja; N-formylomorfolina; tlenek glinu; tlenek krzemu; węgiel aktywny

EN

adsorption; N-formylmorpholine; aluminium oxide; silicon oxide; activated carbon

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2025
• Tom: T. 104, nr 6
• Strony: 630--641
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., il., tab., wykr.

Twórcy

autor

Paszkiewicz Patryk

• Uniwersytet Warszawski
• Orlen SA, Płock

autor

Lewera Adam

• Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych, Uniwersytet Warszawski, ul. Żwirki i Wigury 101, 02-089Warszawa

• https://orcid.org/0000-0003-1290-056X

Bibliografia

• [1] J. Wang, X. Guo, Chemosphere 2020, 258, 127279.
• [2] S. A. Ganiyu, S. A. Lateef, Fuel 2021, 294, 120273.
• [3] J. Hernandez-Fernandez, Y. Guerra, E. Puello-Polo, E. Marquez, Polymers 2022, 14, 3123.
• [4] E. Furimsky, F. E. Massoth, Catal. Rev. 2005, 47, nr 3, 297.
• [5] M. Ahmadi, M. Mohammadian, M. R. Khosravi-Nikou, A. Baghban, J. Hazard. Mater. 2019, 15, nr 374, 129.
• [6] Z. Chen, Mat. 7 Międzynarodowej Konferencji Nauk Społecznych i Rozwoju Ekonomicznego 2022, Wuhan, 25-27 marca 2022, 652.
• [7] X. Qiu, Y. Shen, Z. Hou, Q. Wang, Z. Zhu, Y. Wang, J. Yang, J, Gao, Chin. J. Chem. Eng. 2022, 46, 271.
• [8] Pat. USA 0263086 A1 (2024).
• [9] ASTM D4629-17, Standard test method for trace nitrogen in liquid hydrocarbons by syringe/inlet oxidative combustion and chemiluminescence detection.
• [10] M. Almarri, X. Ma, C. Song, Energ. Fuel. 2009, 23, nr 8, 3940.
• [11] L. Liu, S. Luo, B. Wang, Z. Guo, Appl. Surf. Sci. 2015, 345, 116.
• [12] R. Bringué, J. Tejero, M. Iborra, J. F. Izquierdo, C. Fité, F. Cunill, Chem. Eng. J. 2008, 145, nr 1, 135.
• [13] J. P. Chen, S. Wu, Langmuir 2004, 20, nr 6, 2233.
• [14] M. Jahangiri, S. J. Shahtaheri, A. Rashidi, J. Adl, A. Rashidi, H. Kakooei, A. R. Forushani, M. R. Ganjali, A. Ghorbanali, Fresenius Environ. Bull. 2011, 20, nr 4, 1036.

Uwagi

1. Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).

2. Praca wykonana w ramach programu ,,Doktorat Wdrożeniowy" realizowanego na Uniwersytecie Warszawskim na podstawie umowy nr DWD/3/4/2019, a finansowanego przez MNiSW. Badania wykonano w zakładzie PKN Orlen oraz w Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych Uniwersytetu Warszawskiego, powstałego dzięki współfinansowaniu przez Unię Europejską, z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego (program operacyjny „Innowacyjna gospodarka”) na lata 2007 - 2013.