Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badania adsorpcji wybranych barwników z roztworów wodnych na nanoporowatych materiałach węglowych w warunkach dynamicznych

Czubaszek M., Choma J.

Ochrona Środowiska

|

2018

|

Vol. 40, nr 3

3--8

PL

Badano adsorpcję dynamiczną trzech barwników: oranżu metylowego (OM), oranżu II (OII) i błękitu metylenowego (BM) z roztworów wodnych na czterech materiałach węglowych. Były to: zredukowany tlenek grafenu (rGO) otrzymany metodą chemiczną, mikroporowaty węgiel otrzymany z prekursora polimerowego – sulfonowanej żywicy styrenowo-diwinylobenzenowej (AC-SDVB), mezoporowaty, uporządkowany materiał węglowy otrzymany metodą miękkiego odwzorowania z żywicy fenolowo-formaldehydowej (OMC-PF) oraz handlowy węgiel aktywny (AC-F400). W dynamicznych badaniach kolumnowych wyznaczono krzywe przebicia tych adsorbentów, a do opisu krzywych przebicia złoża węgla wykorzystano równania Thomasa oraz Yoona-Nelsona. Uzyskane wartości adsorpcji dynamicznej barwników były duże, szczególnie w przypadku mikroporowatego węgla AC-SDVB oraz zredukowanego tlenku grafenu. Stwierdzono, że największą adsorpcją dynamiczną charakteryzował się zredukowany tlenek grafenu, który adsorbował oranż II w ilości 706 mg/g. Wykorzystane równania Thomasa i Yoona-Nelsona dobrze opisywały krzywe przebicia złoża węgla (R2=0,97÷0,99).

EN

Dynamic adsorption of three dyes was studied: methyl orange (OM), orange II (OII) and methylene blue (MB) from aqueous solutions on four carbon materials. These were: reduced graphene oxide (rGO) obtained by the chemical method, microporous carbon prepared from a polymeric precursor – sulfonated styrene-divinyl benzene resin (AC-SDVB), ordered mesoporous carbon material obtained by soft templating from phenol-formaldehyde resin (OMC-PF) and the commercial activated carbon (AC-F400). Breakthrough curves for the above adsorbents were determined in dynamic column experiments and Thomas and Yoon-Nelson equations were used to describe them. Dynamic dye adsorption values were high, especially for AC-SDVB microporous activated carbon and reduced graphene oxide. The highest dynamic adsorption was demonstrated for the reduced graphene oxide, rGO, which adsorbed 706 mg/g of orange II. The equations of Thomas and Yoon-Nelson well described the breakthrough curves for the carbon bed with correlation coefficients R2 = 0,97÷0,99.

2

Adsorpcja wybranych barwników z roztworów wodnych na nanoporowatych materiałach węglowych otrzymanych z prekursorów polimerowych

Czubaszek M., Choma J.

Ochrona Środowiska

|

2017

|

Vol. 39, nr 2

3--10

EN

Adsorption of orange II, methyl orange and methylene blue from aqueous solutions on three carbon materials was studied. The first material for studies was the microporous activated carbon obtained from sulfonated styrene- divinylbenzene resin (AC-SDVB), the second – ordered mesoporous carbon obtained from phenol-formaldehyde resin (OMC-PF) and the third – commercial micro-mesoporous activated carbon from Chemviron Carbon (AC-F400). Adsorption isotherms of the above-mentioned dyes on the carbon materials were studied under laboratory conditions at 25 C. The experimental data was described using the well-known Langmuir, Freundlich and Langmuir-Freundlich adsorption isotherm equations. On the basis of the correlation coefficient (R2) value, it was demonstrated that the Langmuir equation best described this data. The maximum adsorbed amounts for the three dyes were determined. The highest value was obtained for AC-SDVB: 625 mg/g for orange II and about 500 mg/g for methyl orange and methylene blue. These values were approximately five times higher than the maximum adsorption values for individual dyes on OMC-PF and AC-F400 (maximum adsorption values were about 100 mg/g). The difference in the effectiveness of dye adsorption on the carbon materials tested was the result of a much more developed porous structure of carbon AC-SDVB, compared to other two carbons. The specific surface area of AC-SDVB was 2 480 m2/g, 660 m2/g – for OMC-PF and 1 260 m2/g – for AC-F400. In addition, the values of standard characteristic numbers for activated carbons, methylene number and iodine number, were also evaluated. The highest value of both the methylene number, equal to 30 cm3, and the iodine number of 1 900 mg/g were obtained for AC-SDVB. In conclusion, some of the porous carbon materials obtained from polymers, characterized by excellent structural parameters, are particularly efficient in adsorption of dyes from aqueous solutions.

PL

Badano adsorpcję trzech wybranych barwników organicznych (oranż II, oranż metylowy i błękit metylenowy) z roztworów wodnych na trzech materiałach węglowych. Pierwszym był mikroporowaty węgiel aktywny otrzymany z żywicy styrenowo-dwuwinylobenzenowej (AC-SDVB), drugim – uporządkowany węgiel mezoporowaty otrzymany z żywicy fenolowo-formaldehydowej (OMC-PF), a trzecim – handlowy mikro-mezoporowaty węgiel aktywnym firmy Chemviron Carbon (AC-F400). W warunkach laboratoryjnych wyznaczono doświadczalne izotermy adsorpcji tych barwników na węglach aktywnych w temperaturze 25C. Otrzymane dane doświadczalne opisano za pomocą znanych równań izoterm adsorpcji – Langmuira, Freundlicha oraz Langmuira-Freundlicha. Na podstawie wartości współczynnika korelacji (R2) stwierdzono, że najlepiej dane doświadczalne opisywało równanie izotermy Langmuira. Na podstawie otrzymanych izoterm adsorpcji wyznaczono maksymalne wartości adsorpcji poszczególnych barwników na badanych materiałach węglowych. Największą wartość adsorpcji uzyskano na węglu AC-SDVB – 625 mg/g (w przypadku oranżu II) oraz około 500 mg/g (w przypadku oranżu metylowego i błękitu metylenowego). Wartości te były około pięciokrotnie większe od maksymalnych adsorpcji poszczególnych barwników na węglach OMC-PF i AC-F400 (węgle te charakteryzowały sie maksymalną wartością adsorpcji każdego barwnika wynoszącą około 100 mg/g). Różnica w skuteczności adsorpcji barwników na badanych węglach była efektem znacznie lepiej rozwiniętej struktury porowatej węgla AC-SDVB, w porównaniu z pozostałymi węglami. Powierzchnia właściwa węgla AC-SDVB wynosiła 2480 m2/g, węgla OMC-PF – 660 m2/g, a węgla AC-F400 – 1260 m2/g. Ponadto wyznaczono wartości standardowych liczb charakteryzujących węgle aktywne – liczbę metylenową i liczbę jodową. Największą wartość zarówno liczby metylenowej (30 cm3), jak i liczby jodowej (1900 mg/g) otrzymano w przypadku węgla AC-SDVB. Badania wykazały, że niektóre porowate materiały węglowe otrzymane z polimerów, charakteryzujące się bardzo dobrymi parametrami struktury porowatej, wyjątkowo dobrze nadają się do adsorpcji barwników z roztworów wodnych.

3

Badania kinetyczne adsorpcji wybranych barwników z roztworów wodnych na nanoporowatych węglach aktywnych otrzymanych z prekursorów polimerowych

Czubaszek M., Choma J.

Ochrona Środowiska

|

2016

|

Vol. 38, nr 4

3--12

PL

Badano kinetykę adsorpcji wybranych barwników (oranż kwasowy 7, oranż kwasowy 52 i błękit zasadowy 9) z roztworów wodnych na trzech porowatych adsorbentach. Dwa z nich stanowiły proszkowe węgle otrzymane laboratoryjnie z prekursorów polimerowych, natomiast trzeci – zastosowany w celach porównawczych – był handlowym węglem aktywnym firmy Chemviron Carbon. Pierwszy adsorbent laboratoryjny był węglem aktywnym ze znaczną objętością mikroporów, otrzymanym z sulfonowej żywicy styrenowo-dwuwinylobenzenowej. Drugi był natomiast uporządkowanym mezoporowatym węglem otrzymanym z żywicy fenolowo-formaldehydowej metodą miękkiego odwzorowania. Do opisu kinetyki procesu adsorpcji barwników wykorzystano równania pseudo I i pseudo II rzędu. Stwierdzono, że adsorpcja wybranych barwników na badanych węglach aktywnych przebiegała zgodnie z modelem pseudo II rzędu, o czym świadczyły wartości współczynnika korelacji bliskie 1. Wykazano, że kinetyka adsorpcji na poszczególnych węglach różniła się istotnie – stan równowagi adsorpcyjnej osiągany był najszybciej (kilka minut) na węglu aktywnym z sulfonowej żywicy styrenowo-dwuwinylobenzenowej, natomiast najwolniej (kilka godzin) na węglu handlowym. Badane węgle także istotnie różniły się pojemnością adsorpcyjną – najlepszą charakteryzował się węgiel aktywny otrzymany z sulfonowej żywicy styrenowo-dwuwinylobenzenowej. Wymagana dawka tego węgla w celu usunięcia 100% barwnika z roztworu o stężeniu 150 mg/dm3 wynosiła 400 mg/dm3, natomiast w przypadku pozostałych dwóch węgli była pięciokrotnie większa.

EN

Adsorption kinetics of the selected dyes (Acid Orange 7, Acid Orange 52 and Basic Blue 9) from aqueous solutions were studied on three porous materials. Two of them were laboratory powdered carbons obtained from polymeric precursors, while the third one was a commercial micro-mesoporous activated carbon from Chemviron Carbon, used for reference purposes. The first laboratory adsorbent was an active carbon with a high micropore volume, synthesized from the sulfonated styrene-divinylbenzene resin. The second one was an ordered, mesoporous carbon obtained from phenol-formaldehyde resin by soft-templating. The adsorption kinetics data was illustrated using the pseudo-first and pseudo-second order models. The correlation coefficient values close to unity proved that adsorption of selected dyes on the studied active carbons proceeded according to the pseudo-second order model. It was demonstrated that the adsorption kinetics differed significantly between the studied materials. The active carbon obtained from the sulfonated styrene-divinylbenzene resin was the quickest (minutes) to reach the adsorption equilibrium, while the commercial one was the slowest (hours). Additionally, the studied carbons displayed significantly different adsorption capacities. The activated carbon obtained from the sulfonated styrene-divinylbenzene resin was the best adsorbent and 400 mg/dm3 was a dose sufficient to remove 100% of the dye from 150 mg/dm3 solution. For the remaining two carbons that dose was five times higher.

4

Adsorpcja barwników z roztworów wodnych na węglach aktywnych

Choma J., Czubaszek M., Jaroniec M.

Ochrona Środowiska

|

2015

|

Vol. 37, nr 3

3--14

PL

W pracy przedstawiono przegląd najnowszej literatury poświęconej porównaniu metod biologicznych, fizycznych i chemicznych stosowanych do usuwania syntetycznych barwników organicznych z roztworów wodnych. Szczególną uwagę zwrócono na zastosowanie w tym celu procesów adsorpcyjnych na węglach aktywnych. Skupiono się na analizie procesu adsorpcji barwników kationowych i anionowych na różnych materiałach węglowych, w tym na adsorbentach uzyskanych z prekursorów odpadowych. Przytoczono przykłady handlowych węgli aktywnych, które są stosowane do skutecznego usuwania barwników z roztworów wodnych. Podano parametry ich struktury porowatej, a także zdolności adsorpcyjne względem wybranych barwników. Opisano czynniki wpływające na proces adsorpcji barwników z roztworów wodnych (masa i rodzaj użytego adsorbentu, stężenie początkowe i klasa użytego barwnika, czas, intensywność mieszania, temperatura i pH roztworu). Na tej podstawie wykazano, że proces adsorpcji na węglach aktywnych jest jednym z najważniejszych sposobów skutecznego usuwania barwników z roztworów wodnych.

EN

This work represents an overview of the newest literature on comparison of biological, physical and chemical methods applied to removal of synthetic organic dyes from water. A special attention is given to dye adsorption processes on activated carbons. The main focus is on the adsorption process of cationic and anionic dyes on different activated carbon materials, including adsorbents from waste precursors. Numerous examples of commercial activated carbons applied for effective removal of dyes from water solutions are presented. Parameters of their porous structure, as well as adsorption abilities of selected dyes are provided. Factors affecting the process of dye adsorption from water solutions are described (adsorbent mass and type, initial concentration and class of dye, adsorption time, mixing intensity, temperature and solution pH). In conclusion, it is demonstrated that the process of dye adsorption on activated carbons is one of the most important ways of effective dye removal from water solutions.