Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Właściwości adsorpcyjne węgli aktywnych otrzymanych z włókien Kevlar®

Choma J., Osuchowski Ł., Dziura A., Kwiatkowska-Wójcik W., Jaroniec M.

Ochrona Środowiska

|

2014

|

Vol. 36, nr 4

3--8

PL

Z odpadowych włókien Kevlar® otrzymano serię czterech mikroporowatych materiałów węglowych za pomocą karbonizacji, a następnie aktywacji z użyciem KOH. Otrzymane pyłowe węgle aktywne charakteryzowały się dobrze rozwiniętą strukturą porowatą. Ich maksymalna powierzchnia właściwa wynosiła 2660 m2 /g, zaś całkowita objętość porów była równa 1,54 cm3 /g. Kontrolowany proces karbonizacji i aktywacji spowodował znaczący rozwój ultramikroporów i mikroporów, których objętość osiągała odpowiednio wartości 0,54 cm3 /g i 1,35 cm3 /g. Pomiary adsorpcji fizycznej wykazały następującą skuteczność adsorpcji: CO2 – 4,47 mmol/g (0°C, 800 mmHg) i 2,64 mmol/g (25°C, 850 mmHg), H2 – 21,4 mg/g (–196°C, 850 mmHg), CH4 – 1,21 mmol/g (20°C, 750 mmHg) oraz C6H6 – 17,3 mmol/g (20°C, p/p0≈1,0). Bardzo dobre właściwości adsorpcyjne mikroporowatych węgli aktywnych otrzymanych z odpadowych włókien Kevlar® wskazują, że mogą one być z powodzeniem wykorzystane w inżynierii środowiska do adsorpcji i przechowywania dwutlenku węgla oraz łatwo lotnych związków organicznych, a także znaleźć zastosowania związane z gromadzeniem i wykorzystaniem energii zaadsorbowanego wodoru.

EN

A series of four microporous carbons was obtained from Kevlar® fibers by carbonization followed by KOH activation. The resulting powdered activated carbons possessed a well-developed porous structure. Their maximum specific surface area was 2660 m2 /g while the total pore volume was of 1.54 cm3 /g. The controlled process of carbonization and activation led to a significant ultramicropore and micropore development, the volume of which reached 0.54 cm3 /g and 1.35 cm3 /g, respectively. Measurements of physical adsorption of different substances demonstrated the following adsorption efficacy: CO2 – 4.47 mmol/g (0 °C, 800 mmHg) and 2.68 mmol/g (25 °C, 850 mmHg), H2 – 21.4 mg/g (–196 °C, 850 mmHg), CH4 – 1.21 mmol/g (20 °C, 750 mmHg) and C6H6 – 17.3 mmol/g (20 °C, p/p0≈1.0). Very good adsorption properties of microporous carbons obtained from Kevlar® fibers indicated that they might be successfully used in environmental engineering for adsorption and storage of carbon dioxide as well as volatile organic compounds. Other applications are associated with storage and usage of the energy of adsorbed hydrogen.

2

Synteza i właściwości adsorpcyjne mikroporowatych węgli aktywnych otrzymywanych z żywic jonowymiennych na bazie kopolimeru styrenu i diwinylobenzenu

Osuchowski Ł., Rytel P., Jóźwik K., Szmigielski R., Kwiatkowska-Wójcik W., Harmata W.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2013

|

T. 16, nr 3

385--395

PL

W pracy podjęto próby wykorzystania materiału rezydualnego w postaci żywicy jonowymiennej Amberjet 1200H na bazie kopolimeru styrenu i diwinylobenzenu. Celem badań było uzyskanie węgli aktywnych o wysokich właściwościach adsorpcyjnych. Ocenę przydatności uzyskanych materiałów przeprowadzono z użyciem izoterm adsorpcji azotu w 77 K i wodoru w 77 K. Uzyskano pyliste węgle aktywne, z których najlepszy posiadał powierzchnię właściwą na poziomie 2900 m2 g−1 oraz adsorpcji wodoru na poziomie 3% masowych. Otrzymane materiały porównano z komercyjnie dostępnymi węglami aktywnymi uzyskanymi z innych materiałów odpadowych.

EN

In this work was attempted to use the residual material in the form of an ion exchange resin Amberjet 1200H-based copolymer of styrene and divinylbenzene. The aim of this study was to obtain activated carbons with high values of adsorption parameters. Assessments of the suitability of the materials were derived using nitrogen adsorption isotherms at 77 K and hydrogen at 77 K. There were obtained powdered activated carbons, which had the best surface area of 2900 m2 at g−1 and a hydrogen adsorption at 3 wt. %. The resulting material was compared to commercially available activated carbons derived from other waste materials.

3

Ocena wybranych węgli aktywnych użytych do pochłaniania par etylobenzenu z powietrza

Kwiatkowska-Wójcik W., Dębowski Z.

Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów

|

2006

|

Vol. 40, nr 1

21-27

PL

Zbadano przebieg procesu adsorpcji i desorpcji par etylobenzenu na czterech wybranych węglach aktywnych produkowanych z różnych surowców węglowych. Stosowane węgle aktywne różniły się stopniem rozwinięcia powierzchni, a w szczególności objętością mikroporów. Nasycenie węgli parami etylobenzenu przeprowadzono przy stężeniu 22,1 mg/dm3 i objętościowym natężeniu przepływu 0,34 dm3/cm2 min, natomiast desorpcję przeprowadzono czystym powietrzem w tych samych warunkach przepływu. Stwierdzono, że najlepsze własności adsorpcyjne wobec par etylobenzenu wykazuje węgiel o symbolu D produkowany z łupin orzecha kokosowego, natomiast desorpcja par etylobenzenu zachodzi najwolniej z węgla o symbolu C, do produkcji którego używa się węgla kamiennego o średnim stopniu uwęglenia.

EN

Adsorption and desorption of ethylbenzene vapors with four selected active carbons manufactured from different raw coal materials were investigated. The used active carbons differed with respect to the degree of surface unwrapping, and especially the micropores volume. Carbon was saturated with ethylbenzene vapors at the concentration of 22.1 mg/dm3 and volumetric flow rate of 0.34 dm3/cm2 min, whereas desorption was carried out with clean air at the same flow rate conditions. The highest sorptive capacity was found for the carbon with a chemical symbol D, manufactured from coconut chips, whereas the slowest rate of ethylbenzene vapors desorption proceeded from the carbon with a C symbol, produced from coal with an average degree of carbonization.

4

Adsorpcja i desorpcja par n-heksanu na węglach aktywnych w aspekcie użycia ich do pochłaniaczy masek przeciwgazowych

Kwiatkowska-Wójcik W., Dębowski Z.

Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów

|

2005

|

Vol. 39 nr 4

127-133

PL

Przeprowadzono badania adsorpcji i desorpcji par n-heksanu na czterech wybranych węglach aktywnych produkowanych z różnych surowców węglowych. Nasycenie węgli przeprowadzano parami n-heksanu o stężeniu 17,9 mg/dm3, natomiast desorpcję przeprowadzono czystym powietrzem. Największą pojemnością sorpcyjną charakteryzuje się węgiel W12x20 produkowany z łupin orzecha kokosowego, natomiast desorpcja par n-heksanu zachodziła najwolniej z węgla WG-12 do produkcji, którego używa się węgla kamiennego o średnim stopniu uwęglenia.

EN

Research on adsorption and desorption of n-hexane vapour was carried out on four selected activated carbons manufactured from different coal raw materials. Activated carbons were saturated with n-hexane vapours of 17.9 mg/dm3 concentration, whereas desorption was carried out with the clean air. W12x20 carbon manufactured from coconut chips was characterized by the highest sorptive capacity, whereas the slowest desorption of n-hexane vapours was observed for WG-12 carbon, manufactured from coal with an average degree of carbonisation.

5

Kryteria doboru węgla aktywnego do pochłaniaczy par organicznych

Kwiatkowska-Wójcik W., Dębowski Z.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2005

|

T. 8, nr 1

19-29

PL

Przeprowadzono badania nad doborem węgla aktywnego przydatnego do elaboracji pochłaniaczy par organicznych. Do badań użyto węgli aktywnych produkowanych z różnych surowców, tj. węgla kamiennego, z torfu i z łupin orzecha kokosowego metodą aktywacji parowo-gazowej. Dla węgli tych zostały wyznaczone takie wskaźniki techniczne, jak gęstość nasypowa, nasiąkliwość wodna, uziarnienie oraz powierzchnia zewnętrzna ziarenek. Zostały również wyznaczone niskotemperaturowe izotermy azotu, które wykorzystano do obliczenia powierzchni właściwej standardową metodą Brunaera, Emmeta i Tellera, oraz objętości kapi-lar w pięciu zakresach wymiarowych. Pomiary aktywności (chłonności) dynamicznej i statycznej węgli aktywnych wobec par benzenu zostały przeprowadzone na aparacie dynamicznym typu DAS. Dla węgli użytych w badaniach zostały obliczone zarówno za pomocą wzoru Michaela-Treybola, jak i w oparciu o równanie Szyłowa następujące wartości: wysokość strefy wymiany masy, długość tzw. warstwy martwej oraz prędkość przesuwania się strefy wymiany masy wzdłuż warstwy węgla aktywnego. Czasy ochronnego działania zostały wyznaczone z pomiarów bezpośrednich i obliczone z wykorzystaniem pomiarów aktywności statycznej oraz długości warstwy martwej. Następnie zostały obliczone wysokości warstw węgla aktywnego w pochłaniaczu, który ma spełniać gwarantowany czas ochronnego działania. Przeprowadzone badania wykazały, że wszystkie użyte w badaniach węgle aktywne można zastosować do elaboracji pochłaniaczy par organicznych, z tym że najwyższe wskaźniki adsorpcyjne wobec par benzenu ma węgiel produkowany z łupin orzecha kokosowego.

EN

There has been conducted the research on the choice of activated carbon to the organic vapour adsorbers. The carbon used in the experiment has to fulfil some determined requirements. The most important are: great adsorption capacity towards the test substance, that is benzene, mechanical strength for stamping and attrition, weak resistance of the layer offered to the flowing of air - vapour mixture and the low dcsorption of previously adsorbed vapour at the flow of clean air through the layers of activated carbon. To the research, there have been used activated carbons produced from different raw materials like: brown coal, peat and coconut shells, by means of gas-steam activation method. For these carbons there have been determined technical indices such as: bulk density, water absorbability, graining and outer surface of granules. There have also been determined the low-temperature isotherms, which have been used to the calculating of the specific surface by means of the standard Braunaer, Emmet and Teller's method and to the calculating of the volume of capillaries in five dimensional ranges. The obtained results show that adsorption capacities of particular activated carbons correlate with the volumes of microcapillaries. The measurements of dynamic and static activity (absorbing capacity) of activated carbons in relation to benzene vapour have been conducted on the dynamic apparatus, type: DAS. The principle of action of this apparatus consists in passing a suitable intensity of air, mixing it with benzene vapour and proper moistening. Next, the mixture prepared in such a way, is directed to the measurement tubes, which are filled up with the examined activated carbon. The air-benzene mixture, after passing through the measurement tubes is directed to the hydrocarbons analyser, which works on the basis of flame ionization detector (FID). For the carbons used in the research, there have been calculated (both with the use of Michael Treybol formula and on the basis of Szylow equation) the following values: the height of mass exchange zone, the length of so called 'dead' layer and the shifting velocity of mass exchange zone along the layer of activated carbon. The protective action times have been determined on the basis of direct measurements and have been calculated with the use of static activity measurements and the length of dead layer. Next, there were calculated the heights of activated carbon layers in the adsorber, which had to meet requirements as to the guaranteed protective action tune. There have been made the absorbers with the counted heights of activated carbon layers. The measurements of the guaranteed protective action time in the absorbers have been acknowledged, but for two carbons, only after, taking additionally into consideration the average velocity of mass exchange zone. In addition, the conducted research has shown that all activated carbons used in the research may be used to the elaboration of organic vapour absorbers. However, the highest adsorption indices in relation to benzene vapours has got the carbon produced from the coconut shells.

6

Wpływ parametrów regeneracji węgli aktywnych stosowanych do uzdatniania wody na ich strukturę porowatą

Lach J., Kwiatkowska-Wójcik W.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2004

|

T. 7, nr 2

163-172

PL

Przedstawiono wyniki termicznej regeneracji dwóch węgli aktywnych, które zostały zużyte w Zakładzie Produkcji Wody "Dziećkowice". Regeneracja była prowadzona w skali ułamkowotechnicznej w temperaturach 750, 800 i 850°C w czasie 0,5 i 1 h, przy udziale pary wodnej w ilości 1 kg na 1 kg węgla aktywnego. Wyniki regeneracji oceniono na podstawie rozkładu objętości i powierzchni porów oraz adsorpcji jodu. Okazało się, że węgiel WD-ekstra po regeneracji uzyskał większą powierzchnię właściwą niż węgiel świeży. Świadczy to o doaktywowaniu węgla w trakcie regeneracji. W przypadku węgla ROW 08 Supra otrzymana powierzchnia była nieco mniejsza niż w węglu świeżym, ale oczywiście większa niż w węglu wyczerpanym. W przypadku węgla WD-ekstra najlepsze wyniki otrzymano po regeneracji w 800°C w ciągu jednej godziny, a dla węgla ROW 08 Supra optymalne warunki to 750°C i czas regeneracji 1 h.

EN

In the article there were presented the results of research, on the thermal regeneration of two activated carbons, that were used in the Dziećkowice Waterworks, Upper Silesia, Poland. The regeneration was carried out in the rotary furnace in semi-commercial scale at the temperatures of 750, 800 and 850°C within the time of half an hour and one hour, with steam in the amount of 1 kg for 1 kg of activated carbon. The results of the regeneration were evaluated on the basis of the volume distribution, the surface of pores, the change of embankment mass, ash contents, carbon decrement and iodine adsorption. The determination of carbon porous structure was carried out by means of devices: Sorptomatic 1990 and Porozimeter 2000 with the usage of nitrogen and mercury adsorption respectively. Specific surface of the examined carbons was obtained by means of a standard BET method. It turned out that after regeneration WD-extra carbon obtained larger specific surface than fresh carbon. It proves that carbons are additionally activated during the regeneration. In the case of ROW 08 Supra carbon the obtained surface was a bit smaller than in fresh carbon, however, it was larger than in the case of used carbon. Total pores volume was getting bigger with the growth of temperature and the elongation of regeneration time. In the case of WD-extra carbon, the volume of pores of carbon after regeneration was much higher than the volume of pores of fresh carbon )the differences came up to 0.72 cm³/g) and in the case of ROW 08 Supra carbon the maximum growth of the volume was 0.13 cm³/g. That is caused by much greater changes in the initial carbon structure in the case WD-extra carbon, which ensued as a result of the regeneration. The reflection of changes in porous structure of the examined carbons is also the change of embankment mass and ash contents and carbon decrement. During the regeneration, in the presented conditions, there was observed the lowering of embankment mass and the increase in the ash contents, not only in relation to used carbon but also to fresh carbon. That shows that there was burnt out not only pyrolysis carbon (connected with the gasification of the previously adsorbed organic impurities), but also initial carbon creating the framework of activated carbon. The result of these changes is the change of iodine number. In the case of WD-extra carbon, iodine number increases up to the value exceeding the number of fresh carbon. This is the result of additional activation of the carbon during the regeneration. Too severe conditions like 850°C and 1 h of regeneration time finally causes the lowering of the iodine number value. In the case of ROW 08 Supra carbon, there is also observed the regeneration, however, the regenerated carbons have got a bit lower adsorption capacity, in relation to iodine, than fresh carbon. In this case, carbon was activated in an optimum way just during the production and the changes in the initial carbon structure which take place during the regeneration are undesirable. On the basis of all examined parameters there was found out that optimum regeneration parameters in the case of WD-extra carbon are: 800°C within 1 hour, and for ROW 08 Supra carbon: 750°C and the regeneration time 1 hour.