Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ zawartości części lotnych na właściwości sorpcyjne węgli kamiennych w kontekście zagrożenia wyrzutami gazów i skał

Dreger Marcin

Przegląd Geologiczny

|

2024

|

Vol. 72, nr 1

46--52

EN

The classification of gas and rock outburst hazard based on the volatile content of coalis assessed. The complexity of gas and geodynamic hazards, and of the geological and mining conditions of the Upper Silesian Coal Basin, make it difficult to effectively assess the gas androck outburst. Safe mining operations in coal seams prone to outbursts should be based on specified analyses of gas, geological and mining conditions, and consider the coal characteristics, including the volatile content and sorption properties. An original method for determining the adsorption isotherm is described: it allows for more precise determination of methane pressure, and of the possibility of gas accumulation at higher pressures. A coal classification is developed based on the volatile content(Vdaf) in relation to the possibility of a gas-geodynamic phenomenon.

2

An experimental device for evaluation of hydrogen sorption

Leyko Jacek, Surmiński Krzysztof, Batory Damian, Jastrzębski Krzysztof, Kaczmarek Łukasz, Kaczorowski Witold, Kula Piotr

Metrology and Measurement Systems

|

2023

|

Vol. 30, nr 2

367--376

EN

Hydrogen storage for the purposes of the automotive industry in a form other than under high pressure or cryo conditions has been under careful investigation by researchers over past decades. One of the arising methods is the usage of powdered/granulated beds that contain metal hydrides and/or carbon materials to take advantage of the “spillover” phenomenon. Handling and characterization of such material can be troublesome, which is why the experimental setup needs careful investigation. The apparatus for the analysis of hydrogen sorption/desorption characteristics has been successfully designed and described based on the constructed unit within the scope of this article. The full functionality of that setup covered fuelling the bed as well as the examination of sorption/desorption potential. Moreover, the proposed experimental device can clarify many uncertainties about further development and optimization of hydrogen storage materials.

3

Effect of Acid Modification on Porous Structure and Adsorption Properties of Different Type Ukrainian Clays for Water Purification Technologies

Budash Yrii, Plavan Viktoriia, Tarasenko Nataliia, Ishchenko Olena, Koliada Maksym

Journal of Ecological Engineering

|

2023

|

Vol. 24, nr 5

210--221

EN

Clay minerals, as adsorbents, are widely available, have large specific surface area, and the ability for cation exchange, which makes them applicable in wastewater treatment from heavy metal ions. This study investigated the effect of acid modification on the porous structure and adsorption properties of montmorillonite (MMT) and palygorskite (PAL) clays of the Cherkasy deposit (Ukraine). Acid modification of clay samples was carried out with chloride acid after preliminary refining. Clay particles were analyzed using optical polarization microscopy with recording of digital images of the study. The area and perimeter of individual particles of clay samples were determined. The equivalent diameter and shape factor were calculated. The porosity characteristics of the samples were determined. Pore surface area was calculated by the Brunauer-Emmette-Teller (BET) method. Total volume, mean diameters, and pore size distribution were obtained using the Density Functional Theory (BFT) method. Acid modification improved the porous structure of clay samples. BET surface area of the pores of the initial sample of palygorskite clay is significantly higher compared to the montmorillonite type clay (140.66 and 83.61 m2/g, respectively). Acid modification of the PAL sample contributes to an increase in the BET surface area by approximately 1.7 times. Acid modification increases the surface area and total pore volume by approximately 2.3 times for MMT samples and 1.76 times for PAL samples. Dimensional characteristics of the pores of the MMT sample were to shift after activation, while for the PAL sample, their average size increases sharply by approximately 3.2 times. This suggested the additional formation of pores in the interfibrillar regions of the PAL sample during its acid activation. The effect of acid modification on the sorption capacity was investigated by means of methylene blue exhaustion. Sorption efficiency increases by 6-14%, compared to unmodified samples and is determined by the contact time and the type of clay. Increasing the contact time from 24 to 72 hours leads to an increase in the sorption efficiency of activated MMT and PAL samples by 36 and 30%, respectively. Acid-activated clay minerals, in particular montmorillonite, can be used as part of sorption elements to increase the efficiency of wastewater treatment technologies from heavy metal ions.

4

Sorbent-Catalyst for Acceleration of The Iron Oxidation Process

Gomelya Mykola, Tverdokhlib Mariia, Shabliy Tetyana, Radovenchyk Vyacheslav, Linyucheva Olga

Journal of Ecological Engineering

|

2021

|

Vol. 22, nr 3

221--230

EN

In this work, the process of water deironing by using magnetite as a catalyst to accelerate the oxidation of iron ions in an aqueous medium was investigated. It was shown that the efficiency of iron ion extraction depends on the solution concentration, sorbent dose and contact time. In all cases, the use of magnetite accelerated the process of extraction of iron by more than an order of magnitude in comparison with similar experiments on the oxidation of iron without the addition of a catalyst. At the pH values greater than 6, the use of magnetite as a catalyst contributes to the deep purification of water from iron ions.

5

Efficiency of Sorbents Application for the Decrease of the Residual Content of Oil Products in the Industrial Waste

Tarasova Svetlana, Gaevaya Elena, Bytsko Anastasia

Journal of Ecological Engineering

|

2021

|

Vol. 22, nr 1

36--40

EN

Well drilling involves the formation of the bore mud in a form of drilled solids with waste drilling mud, containing oil products in its structure. Nowadays, the widely used methods such as thermal, physical and biological ones cannot be considered as complex approach to the solution of the problem of the oil refinery wastes handling. Introduction of the peat and natural mineral sorbents into the bore mud allows decreasing the residual content of the oil products, and, thus, decreasing the level of negative influence on the environment. On the basis of the conducted studies, it was revealed that different norms of sorbents and peat introduction into the bore mud decreased the concentration of oil products equally well; therefore, the recommended dosage of sorbents and peat at the low initial values of oil products can be 3–5%. When introducing glauconite in a form of flour and grain there it noted that the size of grain particles of the sorbent influenced insignificantly the decrease of oil products concentration in the bore mud. The use of natural mineral sorbents and peat favorably influences the development of plants. At the same time, the formation of viable phytocenosis with high value of phytomass of vegetative over-ground sprouts takes place.

6

Effect of the Addition of Coal Waste on the Process of Composting and Sorption Capacity of Composts

Sobik-Szołtysek Jolanta, Kupich Iwona

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2019

|

Tom 21, cz. 2

1156--1174

EN

EU directives on the landfill of waste oblige member states to gradually reduce the deposit of biodegradable waste in landfills. In particular, the entire mass of green waste should be transformed into compost, representing a valuable material. Scientific publications contain numerous reports concerning co-composting of green waste with other types of waste materials, including mineral ones. Appropriate choice of input materials may have a positive effect on the properties of the final product. In particular, improving the sorption capacity of compost in terms of the possibility of using it to improve the properties of the soil seems to be a very important issue. The aim of the study was to determine the effect of the addition of waste coal sludge on changes in the sorption capacity of the obtained composts. The potential of using different substrates in the composting process is determined primarily by their proper moisture content, optimal C/N ratio and proper structure, forming an environment with good oxygenation. After theoretical analysis and practical testing, several substrate combinations were selected for the study. The process was conducted using only basic materials (grass, organic fraction of municipal waste, structure-forming materials), and coal sludge in the amount of 10 and 25% by weight. Since composting is a biological process, the course and conditions of the process need to be optimized and controlled. The research was conducted in two series: series 1, at room temperature of bioreactors, and series 2, with additional thermal insulation of bioreactors. The sorption capacity of the obtained composts was determined with reference to methylene blue and zinc sorption from aqueous solutions (the batch method) at a constant liquid-solid contact ratio of 1:20. The most favorable process parameters and satisfactory quality of the obtained compost were observed in mixtures with a lower proportion of coal sludge composted in bioreactors with additional insulation (series 2). In all composts produced with the addition of coal sludge, higher values of the specific surface area (St) with reference to methylene blue were obtained compared to samples without added sludge. These composts also showed a high capability to remove zinc ions (above 92.9%), regardless of the type and proportion of individual substrates. The obtained results confirmed the beneficial effect of 10% of coal sludge addition on the efficiency of the composting process, improvement of the sorption properties of composts, and the quality of the obtained final products.

PL

Dyrektywy Unii Europejskiej w sprawie składowania odpadów zobowiązują państwa członkowskie do stopniowego ograniczenia deponowania odpadów biodegradowalnych na składowiskach. Zwłaszcza cała masa odpadów zielonych powinna ulegać przetworzeniu na cenny materiał – kompost. W publikacjach naukowych pojawiają się liczne doniesienia dotyczące współkompostowania odpadów zielonych z innymi materiałami odpadowymi, w tym mineralnymi. Odpowiedni dobór materiałów wsadowych może korzystnie wpływać na właściwości uzyskiwanego produktu. Zwłaszcza podwyższenie pojemności sorpcyjnej kompostu w aspekcie możliwości wykorzystania go do poprawy właściwości podłoża glebowego wydaje się być zagadnieniem bardzo istotnym. Celem podjętych badań było określenie wpływu dodatku odpadowych mułów węglowych na zmiany pojemności sorpcyjnej wytworzonych kompostów. O możliwości wykorzystania w procesie kompostowania różnych substratów decyduje przede wszystkim ich odpowiednia wilgotność, optymalny stosunek C/N oraz właściwa struktura, tworząca środowisko o dobrym natlenieniu. Po analizie teoretycznej i próbach praktycznych do badań wybrano kilka kombinacji substratów. Proces prowadzono z wykorzystaniem wyłącznie materiałów podstawowych (trawa, organiczna frakcja odpadów komunalnych – OFOK, materiały strukturotwórcze), jak i z dodatkiem mułów węglowych w ilości 10 i 25% wag. Z uwagi na to, że kompostowanie jest procesem biologicznym przebieg i warunki prowadzenia procesu wymagają optymalizacji i kontroli. Badania prowadzono w dwóch seriach: seria I – pokojowa temperatura otoczenia bioreaktorów, seria II – dodatkowa izolacja termiczna bioreaktorów. Pojemność sorpcyjną uzyskanych kompostów określono w odniesieniu do błękitu metylenowego oraz sorpcji cynku z roztworów wodnych (metoda batch) w stałej proporcji kontaktu ciecz-ciało stałe, wynoszącej 1:20. Najkorzystniejsze parametry procesowe oraz satysfakcjonującą jakość uzyskanego kompostu zaobserwowano w mieszankach z mniejszym udziałem mułów węglowych, kompostowanych w bioreaktorach z dodatkowym ociepleniem (seria II). We wszystkich kompostach wytworzonych z dodatkiem mułów węglowych uzyskano wyższe wartości powierzchni właściwej (St) w odniesieniu do błękitu metylenowego w porównaniu do próbek bez dodatku mułu. Również właśnie te komposty wykazały dużą zdolność do usuwania jonów cynku (powyżej 92,9%), niezależnie od rodzaju i udziału poszczególnych substratów. Uzyskane rezultaty badań potwierdziły korzystny wpływ 10% dodatku odpadowego mułu węglowego zarówno na przebieg procesu kompostowania, poprawę właściwości sorpcyjnych kompostów, jak i jakość uzyskanych produktów końcowych.

7

The impact of the degree of coalification on the sorption capacity of coals from the Zofiówka Monocline

Godyń K., Dutka B.

Archives of Mining Sciences

|

2018

|

Vol. 63, no. 3

727--746

EN

The evaluation of threats connected with the presence of methane in coal seams is based on our knowledge of the total content of this gas in coal. The most important parameter determining the potential of coal seams to accumulate methane is the sorption capacity of coal a. It is heavily influenced by the degree of coalification of the coal substance, determined by the vitrinite reflectance R0 or the content of volatile matter Vdaf. The relationship between the degree of coalification and the sorption capacity in the area of the Upper Silesian Coal Basin (USCB) has not been thoroughly investigated, which is due to the zonation of methane accumulation in this area and the considerable changeability of methane content in various localities of the Basin. Understanding this relationship call for in-depth investigation, especially since it depends on the analyzed reflectance range. The present work attempts to explain the reasons for which the sorption capacity changes along with the degree of coalification in the area of Jastrzębie (the Zofiówka Monocline). The relationship between parameters R0 and Vdaf was investigated. The authors also analyzed changes of the maceral composition, real density and the micropore volume. Furthermore, coalification-dependent changes in the sorption capacity of the investigated coal seams were identified. The conducted analyses have indicated a significant role of petrographic factors in relation to the accumulation properties of the seams located in the investigated area of USCB.

PL

Ocena zagrożeń związanych z obecnością metanu w pokładach węgla opiera się na wiedzy o całkowitej zawartości tego gazu w węglu. Pojemność sorpcyjna węgla a jest najistotniejszym parametrem określającym potencjał akumulacyjny pokładów. Istotny wpływ na pojemność sorpcyjną ma stopień uwęglenia substancji węglowej określany przez współczynnik refleksyjności witrynitu R0 lub zawartość części lotnych V daf. Relacja pomiędzy stopniem uwęglenia i pojemnością sorpcyjną na obszarze Górnośląskiego Zagłębia Węglowego nie jest gruntownie rozpoznana, ze względu na strefowość nagromadzeń metanu na tym obszarze oraz znaczną zmienność jego zawartości w różnych rejonach Zagłębia. Relacja pomiędzy rozpatrywanymi parametrami zmienia się w zależności od analizowanego zakresu refleksyjności. Celem niniejszej pracy jest próba wyjaśnienia przyczyn zmienności pojemności sorpcyjnej z uwęgleniem na przykładzie węgli z rejonu Jastrzębia (Monoklina Zofiówki). Prześledzono relację parametru R0 w stosunku do V daf. Przeanalizowano zmiany takich parametrów węgla jak skład macerałowy, gęstość rzeczywista oraz objętość mikroporów ze wzrostem stopnia uwęglenia pokładów. Określono zmiany zdolności sorpcyjnej badanych pokładów z uwęgleniem. W rezultacie przeprowadzonych analiz wskazano na znaczącą rolę czynników petrograficznych w odniesieniu do właściwości akumulacyjnych pokładów badanego rejonu GZW.

8

Wpływ zawartości grup macerałów na wybrane parametry sorpcyjne w średnio uwęglonych próbkach węgla z południowej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego

Godyń K., Dutka B.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2017

|

T. 19, nr 3

37--45

PL

Analizom poddano siedem próbek węgla cechujących się niemal identycznym stopniem uwęglenia (węgle średnio uwęglone o R0 = ~1.1%). Próbki pochodziły z pokładów zlokalizowanych w rejonie Zofiówki. Przeprowadzono mikroskopowe analizy petrografi czne, z uwzględnieniem punktowej analizy ilościowej oraz badania sorpcyjne metodą grawimetryczną przy użyciu analizatora sorpcji IGA-001. Określono pojemność sorpcyjną węgla pod ciśnieniem metanu 1 bar w czterech temperaturach: 25°C, 35°C, 45°C oraz 55°C. Na podstawie wykonanych analiz przedstawiono wpływ składu macerałowego na pojemność sorpcyjną węgla. Widoczna jest wyraźna korelacja pomiędzy tymi parametrami. Wykazano, że w analizowanych próbkach wzrost zawartości witrynitu wpływa na redukcję pojemności sorpcyjnej węgla, natomiast zwiększenie zawartości inertynitu powoduje wzrost tego parametru. Zauważono również, że otrzymane zależności są silniejsze, gdy pomiar sorpcji przeprowadzony jest w wyższej temperaturze.

EN

Seven carbon samples with an identical degree of carbonization (medium rank coals with R0 = ~1.1%) were analysed. The samples came from coal seams located in Zofiówka. Petrographic analyses were performed, including a quantitative point analysis, and gravimetric sorption studies, using the IGA-001 sorption analyser. The sorption capacity at 1 bar methane pressure was determined at four temperatures: 25°C, 35°C, 45°C and 55°C. Based on the analyses, the effect of maceral composition on the methane sorption capacity of coal was investigated. It was shown there is a clear correlation between above mentioned parameters. In the analysed coal samples, the increase in the vitrinite content affects the reduction of the sorption capacity of coal, while the increase in the inertinite content causes the sorption capacity increase. It was also noted that the obtained relationships were stronger in case of sorption carried out at a higher temperature.

9

Wykorzystanie haloizytu i zeolitu syntetycznego w sorpcji metali ciężkich

Skawińska A., Owsiak Z., Baran T., Hernik K.

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

|

2017

|

R. 10, nr 30

117--126

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań zeolitu typu A otrzymanego z haloizytu. Na podstawie rentgenowskiej analizy dyfraktometrycznej (XRD) i zmian mikrostruktury po poddaniu haloizytu działaniu NaOH stwierdzono zeolit 4Å. W artykule porównano pojemność sorpcyjną haloizytu oraz zeolitu syntetycznego. Do badań wykorzystano wodne roztwory soli [Pb(NO3)2; Zn(NO3)2; Cr(NO3)3 · 9H2O] o stężeniu 15 mM/dm3. Na podstawie otrzymanych wyników badań stwierdzono, że haloizyt charakteryzuje się pięciokrotnie niższą pojemnością sorpcyjną w porównaniu do zeolitu 4Å w odniesieniu do kationów cynku oraz ołowiu. Analiza składu chemicznego w punkcie (EDS) potwierdziła obecność metali ciężkich w haloizycie oraz zeolicie syntetycznym.

EN

The paper presents studies results of zeolites 4Å obtained from halloysite. The presence of zeolite 4Å was confirmed by X-ray diffraction analysis (XRD) and microstructure changes after activation of halloysite by NaOH. Halloysite and synthetic zeolite sorption capacities properties were compared in the paper. Water solutions of salts [Pb(NO3)2; Zn(NO3)2; Cr(NO3)3 · 9H2O] in concentration of 15 mM/dm3 were used in studies. Based on obtained results, it was stated that halloysite has 5-fold lower sorption capacity compared to zeolite 4Å for zinc and lead cations. X-ray microanalysis in point (EDS) confirmed heavy metals presence in halloysite and synthetic zeolite.

10

Data preprocessing and its influence on the adsorption capacity of calculated shale. Comparison of selected methods: A case study

Waszczuk P.

Mineralogia

|

2017

|

Vol. 48, iss. 1/4

157--165

EN

This article discusses the impact of choosing a data preprocessing method for the calculated gas density necessary to determine the sorption capacity of a material. The sample of gas-bearing shale was subjected to a volumetric sorption test. The obtained data, pressure and temperature were preprocessed by three methods: moving average, polynomial regression and locally weighted scatterplot smoothing. The results include the excess and absolute sorption calculated from data that were filtered, and data without pre-treatment and Langmuir isotherms’ coefficients for every case.

11

Charakterystyka hybrydowych materiałów hydrożelowych

Drabczyk A., Kudłacik S., Bialik-Wąs K., Tyliszczak B.

Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich

|

2016

|

nr II/2

581--588

PL

Hydrożele (in. superabsorbenty, SAPs) należą do grupy polimerów, która ostatnimi czasy staje się coraz bardziej popularna. Związki te znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach ze szczególnym uwzględnieniem medycyny oraz farmacji. W niniejszej pracy dokonano syntezy hydrożeli na bazie chitozanu, a ich matrycę zmodyfikowano produktami pochodzenia naturalnego (tj. ekstraktem z szałwii i pyłkiem pszczelim) oraz nanocząstkami złota bądź srebra. Otrzymane hydrożele zbadano pod kątem zdolności sorpcyjnych, jak również określono ich tendencję do degradacji w symulowanych płynach ustrojowych. Ponadto, określono zwilżalność zsyntezowanych materiałów. Na podstawie uzyskanych wyników potwierdzono, że wprowadzenie dodatków do matrycy hydrożelowej ma wpływ na właściwości fizyko-chemiczne badanych materiałów.

EN

Hydrogels (known also as superabsorbents, SAPs-Super Absorbent Polymers) belong to the group of polymers, which has recently become increasingly popular. These compounds are used in many fields, with particular emphasis on medicine and pharmacy. In this paper the synthesis of hydrogels based on chitosan which matrix was modified with products of natural origin (ie. extract of Salvia and bee pollen) and nanoparticles of gold or silver was carried out. The resulting hydrogels were tested for sorption capacity, as well as their tendency to degradation in simulated body fluid was determined. What is more, wettability of the attained materials was also defined. The obtained results confirmed that the introduction of additions to the hydrogel matrix has an impact on the physico-chemical properties of tested materials.

12

Badanie właściwości sorpcyjnych gleb pobranych z terenu Ojcowskiego Parku Narodowego przy zastosowaniu tuszu drukarskiego

Kubica J., Zuziak J.

Analit

|

2016

|

Nr 1

6--14

PL

Powszechnie znane metody pomiaru właściwości sorpcyjnych gleb pozwalają na dokładny pomiar pojemności sorpcyjnej gleb, lecz wymagają zastosowania skomplikowanych technik pomiarowych. Celem niniejszej pracy było zaprojektowanie i przetestowanie łatwej metody pozwalającej na szacowanie oraz porównywanie właściwości sorpcyjnych różnych gleb. Założeniem projektu było opracowanie metody możliwej do zastosowania podczas zajęć szkolnych lub ćwiczeń laboratoryjnych dla studentów z zakresu chemii gleb. Przedstawiona metoda jest metodą kolorymetryczną i opiera się na sorpcji cząstek tuszu drukarskiego. Wykazano także zależność między właściwościami sorpcyjnymi gleb a wartością pH, wilgotnością oraz gęstością objętościową. W niniejszej pracy autorzy dokonali oceny zaprojektowanej metody, przedstawili możliwe modyfikacje a także aspekt pedagogiczny.

EN

Commonly known methods of measuring the sorption properties of soils allow to make an accurate measurement of sorption capacity of soil samples provided that sophisticated measurement techniques are used. The aim of this study was to develop and test an easy method to estimate and compare the sorption properties of different soils. The idea was to create a method that could be used both at school and during laboratory exercises for students in the field of soil chemistry. The presented method is a colorimetric method and it is based on the sorption of printing ink particles and a combination of sorption properties of soil parameter pH, moisture and volumetric density. In this paper the authors evaluated this method, discussed possible modifications and presented briefly the pedagogical aspects of this work.

13

Laboratoryjne określenie zależności między ciśnieniem hydrostatycznym wywieranym na próbkę węgla, a wybranymi parametrami opisującymi sorpcję gazu

Dutka B.

Przegląd Górniczy

|

2015

|

T. 71, nr 11

2--7

PL

Praca zawiera podsumowanie stanu wiedzy oraz doświadczeń w zakresie badania wpływu obciążenia na właściwości sorpcyjne węgla. Zagadnienie to stanowi istotny element uzupełniający opis układu węgiel-gaz, jednakże z powodu trudności metrologicznych pojawiających się w trakcie eksperymentów laboratoryjnych, jak dotąd nie jest w pełni rozpoznane. Podjęto próby znalezienia zależności pomiędzy parametrami opisującymi sorpcję gazu na węglu a obciążeniem. Do tego celu zaprojektowano i wykonano aparaturę badawczą służącą do wyznaczania parametrów sorpcyjnych węgli, w której ciśnienie hydrostatyczne obciążające próbkę utożsamiano z obciążeniem wywieranym przez nadkład skalny na pokład węglowy. Mając na uwadze odmienną naturę gazów kopalnianych (metan, ditlenek węgla), podejmowano próby wyznaczania parametrów sorpcyjnych węgli w stanie obciążenia hydrostatycznego. Sposób pomiaru sorpcji pod obciążeniem okazał się skomplikowany, a mierzone zmiany parametrów sorpcyjnych niekiedy bardzo małe. W pracy porównano wpływ obciążenia na pojemność sorpcyjną węgli różniących się stopniem uwęglenia.

EN

This paper presents a summary of the state of knowledge and experience in the field of study of the impact of external load on the sorption properties of coal. The issue is an important element of complementary description of a coal-gas system, however, due to the metrological difficulties arising in the course of laboratory experiments, so far not fully recognized. Attempts have been made to find relations between the parameters describing gas sorption on coal and external load. For this purpose, the research equipment was designed and manufactured to determine the sorption parameters of coals. The hydrostatic pressure applied to coal sample was identified with the load exerted on the coal seam by overburden rocks. Taking into account the different nature of mine gases (methane, carbon dioxide) attempts have been made to determine the sorption parameters under hydrostatic pressure. Sorption measurements under load conditions proved to be complicated, and also, changes in the measured parameters were sometimes exceptionally small. This paper compares the hydrostatic pressure effect on the sorption capacity of coals differing in the degree of coalification.

14

Acetone adsorption on synthesized zeolite from natural clay material

Warzybok M., Chverenchuk A., Warchoł J.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2015

|

z. 62, nr 3/I

487--495

EN

Polish clay material was used as an initial material for synthesis of the FAU type zeolite Y. For clay pre-synthesis preparation was adopted technique of its thermal activation in the temperature range 600-800°C. The temperature of clay material activation and the crystallization time of reaction mixtures on its basis were selected as the most important factors which strongly determined zeolite-formation process and their influence on zeolite Y synthesis was primary investigated. Performed complex investigations for establishment of qualitative and quantitative parameters of zeolitical probes synthesized in the reaction mixture of molar composition Na2O:Al2O3:SiO2:H2O= 5:1:10:200 and additional amount of NaCl (NaCl/Al2O3=2). Powder XRD analysis applied for phase identification and quantitive analysis, confirm increasing of zeolite Y amount up to 53 and 58% for materials synthesized during 48 hours from reaction systems on basis of clay material burned at 600 and 700°C, respectively. Results of XRD analysis correspond with experimental data of gravimetrical analysis on solid part of reaction mixture (losses of ignition and relative mass grow) and determination of residual Na2O in liquid phase. With help of home-made installation confirmed fine adsorptive properties of obtained zeolite powders for dynamic removal of acetone from air. Established, that adsorption effectivity of tested materials is strongly related with amount of zeolite phase in the investigated powders and reaches maximal values in the range of 100-105 mg/g for probes after 48 hours of crystallization in cases of clay material activation 600 and 700°C.

PL

Celem badań była synteza zeolitu typu Y z naturalnego materiału ilastego pochodzącego z Polski. Prawidłowy przebieg procesu krystalizacji wymagał wstępnej aktywacji termicznej surowego materiału ilastego w temperaturach z zakresu 600-800°C. Ustalono że temperatura aktywacji termicznej materiału wyjściowego oraz czas krystalizacji mieszanin reakcyjnych są najważniejszymi parametrami wpływającymi na przebieg procesu syntezy zeolitu, dlatego skupiono się na optymalizacji tych parametrów. Na podstawie badań wstępnych przyjęto następujący skład molowy mieszanin reakcyjnych Na2O: Al2O3: SiO2: H2O = 5: 1: 10: 200. Wprowadzono dodatkowo NaCl, w takiej ilości że stosunek molowy NaCl/Al2O3 wynosił 2. Przeprowadzono szereg badań w celu wyznaczenia parametrów ilościowych oraz jakościowych zsyntezowanych próbek. Analiza XRD stosowana do identyfikacji faz oraz ich analizy ilościowej, wykazała zawartość zeolitu typu Y w zsyntezowanych próbkach w ilości 53 i 58% odpowiednio dla materiałów aktywowanych w 600 i 700°C, których czas krystalizacji wynosił 48h. Wyniki analizy XRD pokryły się z innymi wykonanymi analizami, tj.: oznaczeniem straty po prażeniu, względnego wzrostu masy produktu oraz stężenia Na2O w roztworze poreakcyjnym. Przy wykorzystaniu specjalnie przygotowanej instalacji laboratoryjnej wyznaczono pojemność adsorpcyjną materiałów względem acetonu. Ustalono, że efektywność adsorpcji jest ściśle związana z ilością fazy zeolitowej w próbkach. Najwyższą pojemności adsorpcyjne wynoszące 100 – 105 mg/g uzyskano dla próbek krystalizowanych przez 48h, których temperatura aktywacji wynosiła 600 i 700°C.

15

The influences of the rank of coal on methane sorption capacity in coals

Olajossy A.

Archives of Mining Sciences

|

2014

|

Vol. 59, no. 2

509--516

EN

Methane sorption capacity is of significance in the issues of coalbed methane (CBM) and depends on various parameters, including mainly, on rank of coal and the maceral content in coals. However, in some of the World coals basins the influences of those parameters on methane sorption capacity is various and sometimes complicated. Usually the rank of coal is expressed by its vitrinite reflectance Ro. Moreover, in coals for which there is a high correlation between vitrinite reflectance and volatile matter Vdaf the rank of coal may also be represented by Vdaf. The influence of the rank of coal on methane sorption capacity for Polish coals is not well understood, hence the examination in the presented paper was undertaken. For the purpose of analysis there were chosen fourteen samples of hard coal originating from the Upper Silesian Basin and Lower Silesian Basin. The scope of the sorption capacity is: 15-42 cm3/g and the scope of vitrinite reflectance: 0,6-2,2%. Majority of those coals were of low rank, high volatile matter (HV), some were of middle rank, middle volatile matter (MV) and among them there was a small number of high rank, low volatile matter (LV) coals. The analysis was conducted on the basis of available from the literature results of research of petrographic composition and methane sorption isotherms. Some of those samples were in the form (shape) of grains and others - as cut out plates of coal. The high pressure isotherms previously obtained in the cited studies were analyzed here for the purpose of establishing their sorption capacity on the basis of Langmuire equation. As a result of this paper, it turned out that for low rank, HV coals the Langmuire volume VL slightly decreases with the increase of rank, reaching its minimum for the middle rank (MV) coal and then increases with the rise of the rank (LV). From the graphic illustrations presented with respect to this relation follows the similarity to the Indian coals and partially to the Australian coals.

PL

Metanowa pojemność sorpcyjna węgla ma istotne znaczenie w zagadnieniach metanu pokładów węgla (CBM) i zależy od różnych parametrów, w tym głównie od rzędu węgla i zawartości mecerałów w węglu. Jednakże zależność ta w wielu zagłębiach węglowych na świecie jest różnorodna i na ogół skomplikowana. Zazwyczaj rząd węgla jest wyrażany przez jego refleksyjność witrynitową Ro. Ponadto w węglach, w których występuje wysoka korelacja między rzędem , a zawartością częsci lotnych Vdaf, wówczas rząd węgla może być reprezentowany również przez Vdaf. Wpływ rzędu na metanową pojemność sorpcyjną dla polskich węgli nie jest dobrze rozpoznany, dlatego w tej pracy podjęto próbę zbadania tego zagadnienia. Do przeprowadzenia analizy wybrano czternaście prób suchego węgla kamiennego pochodzącego z zagłębia górnośloskiego oraz dolnośląskiego. W tych węglach metanowa pojemnośc sorpcyjna mieściła się w zakresie 15-42 cm3/g, a refleksyjność witrynitowa była w zakresie 0,6-2.2%. Większość z tych węgli była niskiego rzędu, o wysokiej zawartości części lotnych (HV), kilka było średniego rzędu, o średniej zawartości częśc lotnych (MV) oraz wśród nich była mała liczba węgli wysokiego rzędu, o niskiej zawartości części lotnych (LV). Przeprowadzono analizę opartą o wyniki wcześniejszych badań spotykanych w literaturze, dotyczących wysokociśnieniowych izoterm sorpcji metanu oraz składu petrograficznego tych węgli. Niektóre z tych prób były w kształcie ziaren, a inne były płytkami wyciętymi z wegla. Wysokociśnieniowe izotermy sorpcji metanu uzyskane wcześniej w cytowanych pracach były analizowane w celu określenia pojemności sorpcyjnej na podstawie równania Langmuire. W efekcie tej pracy okazało się, że dla niskiego rzędu (HV) metanowa pojemność sorpcyjna węgla VL nieznacznie maleje ze wzrostem rzędu, osiągając minimum dla średniego rzędu (MV), a następnie wzrasta ze wzrostem rzędu (LV). Z prezentowanych ilustracji graficznych odnośnie do tej zależności widać podobieństwo do węgli z basenu indyjskiego oraz częściowo do węgli z basenu australisjkiego.

16

Sorpcja barwników kwasowych i reaktywnych z roztworów wodnych na minerałach

Greluk M.

Przemysł Chemiczny

|

2013

|

T. 92, nr 5

646-654

17

Influence of Preparation Method of Spirogyra Sp. Algae on their Sorption Capacity

Rajfur M.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2013

|

Vol. 20, nr 3

475--488

EN

The influence of the preparation method of samples on the zinc ions sorption parameters in Spirogyra sp. algae was analysed. The Zn2+ sorption process from the salt solutions of this analyte was carried out in static conditions. The carried out analyses results show that the method of algae samples preparation for analyses (thermal drying, freeze drying, samples conditioning in demineralised water) and storage period influence their sorption capacity. On the basis of the carried out research of the metal sorption kinetics in live and prepared algae samples, it was found that the equilibrium is achieved after approximately 30 min. In the experiment conditions, 56% of metals are sorbed in live algae during the first 15 min. Approximately 17 and 65% of zinc ions present in the dilution accumulated in thermally dried and freeze dried algae samples respectively after 30 min of the process. It was confirmed that conditioning of the algae samples in demineralised water, prior to the sorption process, increases its efficiency. In order to define sorption capacity of freeze dried Spirogyra sp. algae, the Langmuir isotherm model was applied. It was found out that algae absorb heavy metals in proportion to their content in a solution, in which they were immersed. The sorption capacity of freeze dried Spirogyra sp. algae and zinc, defined with the use of the Langmuir isotherm, shows considerable imprecise result. Evident influence of hydrogen cations on zinc concentrations in algae and in the solution in the state of equilibrium was found out.

PL

Zbadano wpływ sposobu preparowania próbek na parametry sorpcji jonów cynku na glonach Spirogyra sp. Proces sorpcji Zn2+ z roztworów soli tego analitu prowadzono w warunkach statycznych. Wyniki z przeprowadzonych badań wskazują, że sposób przygotowania próbek glonów do analiz (suszenie termiczne, liofilizacja, kondycjonowanie próbek w wodzie zdemineralizowanej) oraz czas przechowywania ma wpływ na ich pojemność sorpcyjną. Na podstawie przeprowadzonych badań kinetyki sorpcji tego metalu na żywych i preparowanych próbkach glonów stwierdzono, że stan równowagi zostaje osiągnięty po około 30 minutach. W warunkach prowadzenia eksperymentu 56% metali sorbowanych jest na glonach żywych w pierwszych 15 minutach. W próbkach glonów suszonych termicznie i liofilizowanych po 30 minutach trwania procesu zakumulowało się odpowiednio około 17 i 65% jonów cynku obecnych w roztworze. Stwierdzono, że kondycjonowanie próbek glonów przed procesem sorpcji w wodzie zdemineralizowanej podnosi jego wydajność. W celu wyznaczenia pojemności sorpcyjnej liofilizowanych glonów Spirogyra sp. zastosowano model izotermy Langmuira. Stwierdzono, że glony sorbują metale ciężkie proporcjonalnie do ich zawartości w roztworze, w którym zostały zanurzone. Wyznaczona z izotermy Langmuira pojemność sorpcyjna liofilizowanych glonów Spirogyra sp. względem cynku jest obarczona dużą niepewnością pomiarów. Stwierdzono wyraźny wpływ kationów wodorowych na stężenia miedzi w glonach i w roztworze w stanie równowagi.

18

Izotermy sorpcji gazu przy różnych obciążeniach okólnych węgla

Dutka B., Kudasik M.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2012

|

Vol. 14, no. 1-4

25--31

PL

Praca podejmuje aspekty bilansowania gazu zasorbowanego przez próbkę węglową przy różnych obciążeniach okólnych węgla. Próbkę nasycano CH4 do kolejnych ciśnień równowagi sorpcyjnej. Dla każdego punktu równowagi sorpcyjnej, przy utrzymywaniu stałego ciśnienia CH4, węgiel poddawano cyklom sorpcji-desorpcji poprzez bezpośrednią zmianę obciążenia okólnego wywieranego na próbkę. Badano wpływ zmian zewnętrznego obciążenia okólnego próbki na proces sorpcji CH4. Szczególną uwagę poświęcono zagadnieniu odwracalności, inicjowanych poprzez zmianę obciążenia, procesów sorpcyjnych. Autorską aparaturę wysokociśnieniową do pomiarów sorpcji gazu w warunkach obciążenia okólnego próbki, na której przeprowadzone zostały badania, rozbudowano o część pozwalającą na śledzenie procesu desorpcji. Dokonana modyfikacja pozwala badać w sposób bezpośredni relację pomiędzy pojemnością sorpcyjną węgla i obciążeniem, jak również kompleksowo dokonywać rejestracji procesów sorpcji/desorpcji wraz z pomiarami efektów odkształceniowych próbki (pęcznienie/kontrakcja).

EN

The study investigates the equilibrium condition of gas sorbed by a coal sample under various coal loading due to ambient conditions. The sample was saturated with CH4 to reach the subsequent sorption equilibrium pressures. The pressure of CH being held constant, for each sorption equilibrium point the sample was subjected to sorption-desorption cycles through direct changes of the ambient pressure acting upon coal. Testing was done to find out how changes of the external loading acting on the coal sample due to ambient conditions should affect the process of CH4 sorption. Special attention is given to reversibility of the sorption processes triggered by load variations. The high-pressure apparatus designed by the authors was extended to incorporate the system for monitoring the sorption processes. This modification allows the relationship between the sorption capacity and the coal sample loading to be investigated by direct methods and the sorption/desorption processes to be registered alongside the results of strain measurements (coal swelling/contraction).

19

Phosphorus sorption properties of deposits from peat-muck soil profile in the Kuwasy object

Sapek B.

Journal of Water and Land Development

|

2012

|

no. 16 [I-VI]

61-66

EN

Sorption capacity and the energy of phosphorus adsorption on muck and peat deposits were studied in peat-muck soil profile from a lowland peatland in the Kuwasy object. Soils of the area are characterised by a laminar structure which results in variable sorption properties of peat deposits of different origin, degree of humification (decomposition - R) and transformation of organic matter of upper muck layers (degree of mucking - Z). There was a relationship between the maximum phosphorus adsorption calculated from the Langmuir isotherm (b) and adsorption energy (k) and the type and degree of humification of peat and transformation of muck mass. Muck deposits of the maximum sorption capacity similar to that of peat deposits bind phosphorus less intensively than peats. One may expect that different sorption capacity and the strength of phosphorus binding will effect in different migration of inorganic and organic P compounds in soil profile and their transfer to ground waters.

PL

Badano pojemność adsorpcyjną i energię adsorpcji murszu oraz utworów torfowych zalegających w profilu gleby torfowo-murszowej odwodnionego torfowiska niskiego na obiekcie Kuwasy względem fosforu. Gleby tego obszaru cechują się budową warstwową, z czego wynika zmienność właściwości sorpcyjnych zalegających w nich utworów torfowych różnego pochodzenia i stopnia humifikacji (rozkładu - R) oraz przeobrażenia masy organicznej wierzchnich warstw murszu (stopnia zmurszenia - Z). Wykazano zależność obliczonych z równania izotermy adsorpcji Langmuira wartości maksymalnej adsorpcji fosforu (b) i energii adsorpcji (k) od rodzaju i stopnia humifikacji torfu zalegającego w profilu gleby oraz stopnia przeobrażenia masy murszu. Mursze o podobnej do torfów maksymalnej pojemności sorpcyjnej wiążą fosfor z mniejszą siłą niż torfy. Można przewidywać, że skutkiem różnej pojemności sorpcyjnej utworów i siły wiązania fosforu będzie zróżnicowanie migracji jego związków nieorganicznych i organicznych w profilu gleby i przenikania do wody gruntowej.

20

Study of carbon dioxide capture using physicochemical sorbents

Bukalak D., Majchrzak-Kucęba I., Nowak W.

Journal of Energy Science

|

2012

|

Vol. 1, nr 2

33-38

EN

This paper presents study of carbon dioxide capture using physicochemical sorbents. The idea of physicochemical sorbent is to combine properties of the porous material and liquid absorbent. Sorption capacity of solid sorbents is relatively low, but the impregnation can contribute sorption properties significantly. The commercial zeolites and those obtained by synthesis from fly ash were used to test. The base material was subjected to a wet impregnation method. The obtained sorbents were tested using a thermobalance TGA / SDTA 85le. Specially selected temperature program helped to determine the sorption capacity of sorbents derived physicochemical sorbents. Tests were conducted using pure C02. In addition, regeneration study tests were carried out. Studies have shown a significant improvement of physical and chemical sorption capacity of sorbents.