Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

2 Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: biocarbon structure

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

The use of spectral methods to identify the microstructure and chemical structure of biocarbons used in the processes of the exploitation of technological liquids

Molenda Jarosław, Kaźmierczak Bernadetta

Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji

2019

no. 4

55--62

In the dynamic development work in the use of plant waste to produce biocarbons, the assumed sorption capacity resulting from the chemical structure of the surface determines the need to adapt the advanced spectral methods to test the quality of newly-manufactured materials. In this paper, the usefulness of X-ray energy dispersion spectroscopy (EDS), infrared spectrophotometry (FTIR), and Raman spectroscopy techniques to determine the chemical composition and identification of functional groups and the ordering of the biocarbon crystal structure were determined. In particular, examples of the interpretation of obtained spectra are presented. The EDS technique allows the determination of changes in the chemical composition occurring during pyrolysis under certain thermal conditions. Thanks to infrared spectrophotometry (FTIR), information was obtained about functional groups present on the surface of biocarbon, as well as directions of structural changes occurring in cellulose waste due to pyrolysis, which are dependent on temperature conditions. The Raman spectroscopy allowed the assessment of the degree of ordering of biocarbon structures based on the identification of the intensity of spectral signals corresponding to the D band, characteristic for the amorphousity of carbon structures and the G band, indicating the ordering of carbon structures. These techniques are a package of complementary analytical methods that allow for a comprehensive study of the chemical structure of biochar, which is a product of the pyrolysis of waste of plant origin, which is used, among others, in processes of the exploitation of technological fluids, particularly for purifying industrial waters.

Dynamiczny rozwój prac w zakresie wykorzystania odpadów roślinnych do produkcji biowęgli o założonych zdolnościach sorpcyjnych, wynikających m.in. ze struktury chemicznej powierzchni, determinuje konieczność adaptacji zaawansowanych metod spektralnych do badania jakości nowo wytwarzanych materiałów. W niniejszej pracy określono przydatność techniki spektroskopii rentgenowskiej z dyspersją energii (EDS), spektrofotometrii w podczerwieni (FTIR) i spektroskopii Ramana do określenia składu chemicznego oraz identyfikacji grup funkcyjnych oraz uporządkowania struktury krystalicznej biowęgli. W szczególności przedstawiono przykładowe sposoby interpretacji uzyskiwanych widm. Technika EDS pozwala na określenie zmian w składzie chemicznym zachodzących podczas pirolizy w określonych warunkach termicznych. Dzięki spektrofotometrii w podczerwieni (FTIR) uzyskano informacje o grupach funkcyjnych obecnych na powierzchni biowęgli, a także o kierunkach przemian strukturalnych zachodzących w odpadach celulozowych na skutek pirolizy, które są zależne od warunków temperaturowych. Natomiast spektroskopia Ramana pozwoliła na ocenę stopnia uporządkowania struktur biowęglowych na podstawie identyfikacji intensywności sygnałów spektralnych odpowiadających pasmu D, charakterystycznemu dla amorficzności struktur węglowych i pasmu G, świadczącym o uporządkowaniu struktur węglowych. Wymienione techniki stanowią pakiet uzupełniających się metod analitycznych, pozwalających na kompleksowe zbadanie struktury chemicznej biowęgli, stanowiących produkt pirolizy odpadów pochodzenia roślinnego, znajdujący zastosowanie m.in. w procesach eksploatacji cieczy technologicznych, w szczególności do oczyszczania wód przemysłowych.

The influence of the protective pyrolysis atmosphere of vegetable waste on biocarbon construction

Molenda J.

Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji

2018

no. 4

97--104

The aim of the study was to investigate the influence of the type of the protective gas used during the pyrolysis of selected plant waste on the chemical structure and microstructure of produced biocarbons. The following types of vegetable waste were selected for tests: wheat straw, maize waste, flax straw, and cherries stones. Carbon dioxide or nitrogen was used as a protective gas during the pyrolysis. The pyrolysis was carried out of cascade conditions to increase of the temperature to a maximum of 500°C. The produced biocarbons were analysed by Raman spectroscopy, FTIR spectrophotometry, and the SEM/EDS technique. It was found that protective gas has a clear influence on the microstructure and chemical structure of the pyrolysis product only in the case of biocarbons obtained from maize waste. It was confirmed that the biocarbon obtained in an atmosphere of carbon dioxide is characterized by a higher proportion of oxygen compared to the product produced in a nitrogen atmosphere. This is due to the presence of oxygen-organic functional groups. In addition, it has been spectrally demonstrated that the biocarbon produced from maize waste in a nitrogen atmosphere is characterized by a high microstructural ordering. However, in the biocarbon obtained in the atmosphere of carbon dioxide are also amorphous areas.

Celem pracy było zbadanie wpływu rodzaju gazu ochronnego stosowanego podczas pirolizy wybranych odpadów roślinnych na budowę chemiczną i mikrostrukturalną wytwarzanych biowęgli. Do testów wybrano następujące rodzaje odpadów roślinnych: słoma pszeniczna, odpady kukurydziane, paździerze lniane oraz pestki wiśni. Podczas pirolizy prowadzonej w warunkach kaskadowego wzrostu temperatury do maksymalnej wartości 500°C stosowano ditlenek węgla lub azot jako gaz ochronny. Wytworzone biowęgle zbadano następnie za pomocą spektroskopii Ramana, spektrofotometrii FTIR oraz techniką SEM/EDS. Stwierdzono, że jedynie w przypadku biowęgli otrzymywanych z odpadów kukurydzianych zauważa się wyraźny wpływ gazu ochronnego na mikrostrukturę i budowę chemiczną produktu pirolizy. Potwierdzono, że biowęgiel otrzymany w atmosferze ditlenku węgla w porównaniu z produktem wytwarzanym w atmosferze azotu charakteryzuje się większym udziałem tlenu, co wynika z obecności tlenoorganicznych grup funkcyjnych. Poza tym wykazano spektralnie, iż biowęgiel wytwarzany z odpadów kukurydzianych w atmosferze azotu charakteryzuje się wysokim uporządkowaniem mikrostrukturalnym. Natomiast w biowęglu otrzymanym w atmosferze ditlenku węgla występują również obszary amorficzne.