Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zastosowanie adsorbentów węglowych otrzymanych z żywic jonowymiennych w procesie usuwania zanieczyszczeń z wody

Kaźmierczak-Raźna J., Nowicki P., Kołodyńska D., Pietrzak R.

Instal

|

2018

|

nr 10

46--50

PL

W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań nad otrzymywaniem nowych syntetycznych adsorbentów z silnie kwasowej żywicy jonowymiennej – Wofatit RH. Adsorbenty węglowe otrzymano na drodze pirolizy, a następnie aktywacji chemicznej karbonizatu oraz bezpośredniej aktywacji chemicznej prekursora za pomocą węglanu potasu. Próbki scharakteryzowano przez wyznaczenie wartości pH oraz liczby tlenowych grup funkcyjnych zgodnie z metodą Boehma. Parametry teksturalne materiałów wyznaczono na podstawie izoterm niskotemperaturowej adsorpcji/ desorpcji azotu wykorzystując metodę BET. Ponadto, zbadano wpływ czasu oraz różnych stężeń początkowych na usuwanie barwników organicznych (błękitu metylenowego i rodaminy B) za pomocą adsorbentów węglowych. W wyniku zastosowania różnych wariantów aktywacji otrzymano węgle aktywne o bardzo dobrze rozwiniętej powierzchni właściwej od 67 do 1432 m2/g i objętości porów od 0,06 do 0,98 cm3/g, charakteryzujące się wyraźnie zasadowym charakterem powierzchni w przypadku dwuetapowego procesu aktywacji, z kolei kwasowym w przypadku próbki otrzymanej poprzez bezpośrednią aktywację żywicy jonowymiennej. Wykazano również, że proces adsorpcji barwników organicznych w dużej mierze zależy od wariantu aktywacji. Bardziej efektywnym adsorbentem błękitu metylenowego i rodaminy B okazała się próbka otrzymana w wyniku bezpośredniej aktywacji prekursora. Wyniki uzyskane w trakcie badań pozwalają stwierdzić, że węgle aktywne otrzymane z żywicy jonowymiennej Wofatit RH mogą być dobrymi adsorbentami zanieczyszczeń z fazy ciekłej. Wyznaczone parametry kinetyczne pokazują, że proces sorpcji przebiega zgodnie z modelem pseudo drugiego rzędu.

EN

A series of new synthetic adsorbents has been obtained by pyrolysis and chemical activation with potassium carbonate of strongly acidic ion-exchange resin – Wofatit RH. The samples were characterized by determination of pH and the number of surface oxygen functional groups according to the Boehm method. The porous structure of all samples were characterised by low temperature nitrogen adsorption/desorption using BET method. Additionally, kinetic and sorption studies on the removal of organic dyes (methylene blue and rhodamine B) on the carbonaceous adsorbents have been carried out. The products were activated carbons of well-developed surface area ranging from 67 to 1432 m2/g and pore volume from 0.06 to 0.98 cm3/g, showing basic character of the surface for sample obtained through two-step chemical activation process and acidic for analogous sample received by direct activation of ion exchange resin. The results show that the adsorption of organic dyes strongly depends on the activation procedure. The more effective adsorbent of methylene blue and rhodamine B was sample prepared by means of direct activation of the precursor. It is therefore concluded that the activated carbons from ion-exchange resin Wofatit RH are promising adsorbents for pollutants from liquid phase. A better fit of the kinetic data from the experimental one was presented using the pseudo second order model.

2

Wpływ promieniowania mikrofalowego na zdolności sorpcyjne adsorbentów otrzymanych z porolniczych materiałów odpadowych

Kaźmierczak-Raźna J., Franus W., Pietrzak R

Przemysł Chemiczny

|

2016

|

T. 95, nr 7

1359--1364

PL

Przedstawiono wyniki badań otrzymywania adsorbentów węglowych za pomocą promieniowania mikrofalowego oraz wykorzystania ich jako adsorbentów tlenku azotu(IV). Sorbenty otrzymano przez karbonizację siana o niskiej jakości w trzech różnych temperaturach w piecu mikrofalowym o mocy 1400 W przy częstotliwości 2,45 GHz przez 60 min. Zbadano wpływ temperatury karbonizacji na parametry teksturalne, właściwości kwasowo-zasadowe powierzchni oraz zdolności sorpcyjne otrzymanych materiałów. Wykazano, że niskiej jakości siano jest dobrym prekursorem do otrzymywania materiałów węglowych za pomocą promieniowania mikrofalowego, które które wykazują zasadowy charakter powierzchni, dzięki czemu są skutecznymi adsorbentami do usuwania tlenku azotu(IV) z powietrza. Najlepsze właściwości sorpcyjne wykazał karbonizat otrzymany w temp. 500°C.

EN

Low-quality hay was carbonized by microwave pyrolysis at 400, 450 or 500°C for 60 min and used as a sorbent for NO2. The effect of pyrolysis temp. on the textural parameters, acid-base character of the surface and sorption properties of the carbonizates was tested. The carbonizates were characterized by low-temp. N2 sorption and detn. of pH as well as the no. of surface O2-contg. oxygen groups. The adsorption of NO2 was carried out both from dry and wet air (70% humidity) either with or without the prehumidification. The sorption efficiency depended on the conditions of pyrolysis and on the conditions of adsorption. The sorption capacity increased with increasing temp. of the hay pyrolysis as well as depended on presence of moisture during adsorption. The carbonizate made at 500°C showed the highest NO2 sorption capacity both under dry and wet air conditions.

3

Adsorpcja barwników organicznych na węglach aktywnych otrzymanych z porolniczych i poprodukcyjnych materiałów odpadowych

Kaźmierczak-Raźna J., Nowicki P., Franus W., Pietrzak R.

Przemysł Chemiczny

|

2016

|

T. 95, nr 7

1294--1299

PL

Przedstawiono wyniki badań nad otrzymywaniem węgli aktywnych za pomocą ogrzewania mikrofalowego oraz wykorzystaniem ich jako adsorbentów barwników organicznych z roztworów wodnych. Sorbenty otrzymywano przez aktywację bezpośrednią niskiej jakości siana oraz trocin drzew iglastych w piecu mikrofalowym o mocy 1400 W, przy częstotliwości 2,45 GHz. Zbadano wpływ rodzaju użytego prekursora na parametry teksturalne, właściwości kwasowo-zasadowe powierzchni oraz zdolności sorpcyjne otrzymanych materiałów. W celu porównania efektywności stosowanej metody badania obejmowały również wytworzenie węgli aktywnych z wykorzystaniem ogrzewania konwencjonalnego.

EN

Two activated C were produced by carbonization of low quality hay and sawdust from coniferous wood in a microwave oven under CO2 at 800°C, 1400 W, and 2.45 GHz studied for elementary compn., textural parameters and acidbase properties and then used for removal of methylene blue, methyl red and Kongo red dies from their aq. solns. (concns. 10–60 mg/L). The adsorption efficiency was described by Langmuir and Freundlich isotherms. The activated C produced by microwave heating were only in some cases more effective adsorbents than those produced under conventional heating.

4

Wykorzystanie promieniowania mikrofalowego w preparatyce adsorbentów węglowych

Kaźmierczak-Raźna J., Nowicki P., Pietrzak R.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2016

|

T. 19, nr 2

241--253

EN

Activated carbons from low quality hay were obtained with the use of microwave heating and applied as adsorbents of gaseous pollutants of acidic character. The precursor was subjected to pyrolysis at 400ºC in nitrogen atmosphere and next to physical activation with CO2 at 500÷700ºC. The influence of process variables such as the temperature and activation time on elemental composition, textural parameters, chemical character of the surface and sorption properties of the products obtained was studied. The sorption properties of the activated carbons obtained were characterized by determination of hydrogen sulphide and nitrogen dioxide adsorption from the flux of gases, in dry and wet conditions. Depending on the procedure of activation, the final products were microporous carbons of rather low surface area ranging from 218 to 325 m2/g and pore volume from 0.16 to 0.22 cm3/g, showing clearly basic character of the surface. The results obtained in our study have proved that by activation of biodegradable waste materials it is possible to produce carbonaceous adsorbents with relatively high sorption ability toward toxic gases, reaching to 20.9 and 46.8 mg/g for hydrogen sulfide and nitrogen dioxide, respectively. The results have also showed that effectiveness of H2S and NO2 removal from the flux of gases depends on a large extent on the temperature and time of activation as well as adsorption conditions. All materials under investigation showed higher sorption capacity towards both gases in wet conditions, when steam was present in the gas stream. The results obtained in our study have also proved that after a suitable optimization of carbonaceous sorbents production procedure, activation with the use of microwave radiation may be a cheaper and faster alternative for conventional heating applied nowadays.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących wytwarzania węgli aktywnych z niskiej jakości siana oraz oceny ich przydatności do usuwania zanieczyszczeń gazowych o charakterze kwasowym. Materiał wyjściowy poddano w pierwszej kolejności procesowi pirolizy w temperaturze 400ºC, a następnie aktywacji za pomocą tlenku węgla(IV), z wykorzystaniem ogrzewania mikrofalowego. Zbadano wpływ czasu i temperatury aktywacji na skład elementarny, parametry teksturalne i charakter chemiczny powierzchni otrzymanych adsorbentów węglowych oraz ich zdolności sorpcyjne wobec siarkowodoru i tlenku azotu(IV). W wyniku aktywacji otrzymano serię adsorbentów węglowych o dość słabo rozwiniętej strukturze porowatej (powierzchnia właściwa rzędu 218÷325 m2/g, objętość całkowita porów od 0,16 do 0,22 cm3/g), cechujących się wyraźnie zasadowym charakterem powierzchni. Przeprowadzone testy adsorpcyjne wykazały, że otrzymane węgle aktywne wykazują dość zróżnicowane zdolności sorpcyjne wobec siarkowodoru i tlenku azotu(IV), które w znacznym stopniu zależą od warunków prowadzenia adsorpcji, jak również temperatury i czasu aktywacji. Dla każdego z badanych węgli aktywnych znacznie wyższe pojemności sorpcyjne uzyskano podczas adsorpcji w warunkach wilgotnych, gdy przez złoże adsorbentu była przepuszczana mieszanina H2S lub NO2 i powietrza o wilgotności 70%. Wyniki uzyskane w trakcie badań pozwalają przypuszczać, że po odpowiedniej optymalizacji procesu wytwarzania aktywacja fizyczna z wykorzystaniem promieniowania mikrofalowego może stanowić ciekawą alternatywę dla obecnie stosowanego w produkcji przemysłowej węgli aktywnych ogrzewania konwencjonalnego.

5

Właściwości fizykochemiczne i sorpcyjne węgli aktywnych otrzymanych przez aktywację skór owoców cytrusowych oraz niskiej jakości węgla brunatnego

Nowicki P., Kaźmierczak-Raźna J., Pietrzak R.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2016

|

T. 19, nr 3

341--352

EN

Common citrus fruit peels (banana, grapefruit and orange) as well as low quality lignite were used as precursors for the preparation of cheap activated carbons. In the first step, each of the precursors was air-dried at 110°C, crushed and sieved to the grain size of 5÷6 mm. Next the crushed materials were divided into two parts and subjected to two different treatments: direct activation of the precursors with carbon dioxide or pyrolysis of raw materials followed by physical activation with carbon dioxide. The effect of two variants of thermo-chemical treatment on the elemental composition, textural parameters and acidicbasic character of the surface of adsorbents prepared has been tested. Finally, the activated carbons were tested as adsorbents against two very hazardous and widespread gas pollutants, namely nitrogen dioxide and hydrogen sulphide, as well as toward inorganic and organic liquid pollutants represented by iodine and methylene blue. Depending on the precursor as well as method of preparation, the final products were microporous or mesoporous activated carbons with rather poorly developed surface area ranging from 107 to 527 m2/g and total pore volume from 0.09 to 0.37 cm3/g, showing strongly basic character of the surface. The results obtained have also proved that a proper choice of activation procedure for biomass or low quality lignite allows to produce effective adsorbents with good sorption capacity toward gaseous and liquid pollutants, especially for nitrogen dioxide and iodine.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad otrzymywaniem węgli aktywnych ze skór owoców cytrusowych oraz niskiej jakości węgla brunatnego. Adsorbenty węglowe otrzymano na drodze aktywacji bezpośredniej prekursorów oraz aktywacji fizycznej karbonizatów za pomocą tlenku węgla(IV). Zbadano wpływ wariantu aktywacji na skład elementarny, parametry teksturalne i właściwości kwasowo-zasadowe wytworzonych materiałów węglowych, a także na efektywność usuwania tlenku azotu(IV) i siarkowodoru ze strumienia powietrza oraz jodu i błękitu metylenowego z roztworów wodnych. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że produkty aktywacji charakteryzują się dość przeciętnie rozwiniętą powierzchnią właściwą mieszczącą się w przedziale od 107 do 527 m2/g i całkowitą objętością porów wynoszącą od 0,09 do 0,37 cm3/g. Wykazano również, że zarówno aktywacja bezpośrednia prekursorów, jak i aktywacja fizyczna karbonizatów za pomocą CO2 prowadzi do uzyskania materiałów o wysokiej zawartości popiołu i wyraźnie zasadowym charakterze powierzchni. Przeprowadzone testy sorpcyjne wykazały ponadto, iż węgle otrzymane poprzez aktywację skór owoców cytrusowych oraz niskiej jakości węgla brunatnego charakteryzują się dobrymi zdolnościami sorpcyjnymi wobec zanieczyszczeń gazowych i ciekłych, w szczególności wobec tlenku azotu(IV) i jodu.