Porównanie powierzchni właściwej i rozmiaru porów węgla metodami sorpcyjnymi w różnych temperaturach

• Autorzy: Pajdak, A. , Skoczylas, N.

Warianty tytułu

EN

Comparison of surface area and pore size distribution of coal use of sorption methods at different temperatures

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań porozymetrycznych węgla kamiennego wyznaczonych metodą niskociśnieniowej adsorpcji gazowej. Pomiary przeprowadzono w kilku temperaturach, z zastosowaniem azotu (N2) w temperaturze 77 K oraz ditlenku węgla (CO2) w temperaturach 258 K, 273 K, 278 K i 288 K. Przy wykorzystaniu azotu jako adsorbatu określono objętość oraz powierzchnię właściwą mezoporów (BJH, BET). Ditlenek węgla posłużył do identyfi kacji powierzchni właściwej zgodnie z założeniami modelu adsorpcji jednowarstwowej (Langmuir) i wielowarstwowej (BET). Określono objętość, wielkość i rozkład mikroporów (HK) oraz charakterystyczną energię adsorpcji zgodnie z modelem DA.

EN

This paper presents the results of the porosimetric studies on coal appointed by low pressure gas adsorption. Measurements were carried out at several temperatures with gaseous adsorbate: nitrogen (N2) at 77 K and carbon dioxide (CO2) at temperatures of 258 K, 273 K, 278 K and 288 K. Nitrogen was used to determine volume and surface area of the mesopores (BJH, BET). Carbon dioxide was used to identify a specific surface area in accordance of monolayer (Langmuir) and multilayer (BET) adsorption models. The following parameters were identified: volume, size and distribution of micropores (HK) as well as characteristic energy of adsorption according to DA model.

Słowa kluczowe

PL

węgiel; powierzchnia właściwa; niskociśnieniowa adsorpcja gazowa

EN

coal; surface area; low pressure gas adsorption

• Czasopismo: Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 16, no. 3-4
• Strony: 85--92
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pajdak, A.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN; ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków

autor

Skoczylas, N.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN; ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków

Bibliografia

• Bałys M., Buczek B., Ceglarska-Stefańska G., Grzybek T., Hołda S., Kreiner K., Milewska-Duda J., Nodzeński A., Ziętkiewicz J., Żyła M., 2000. Układ Węgiel Kamienny-Metan w aspekcie desorpcji i odzyskiwania metanu z gazów kopalnianych. Pod redakcją Żyły M., Uczelniane Wydawnictwo Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków, s. 11-33.
• Barrett E.P., Joyner L.G., Halenda P.P., 1951. The determination of pore volume and area distribution in porous substances. I. Computations from nitrogen isotherms. Journal of the American Chemical Society, 73, s. 373-380.
• Brunauer S., Emmett P.H., Teller E., 1938. Adsorption of gases in multimolecular layers. J. Amer. Chem. Soc. 60, 309-319.
• Cygankiewicz J., Dudzińska A., Żyła M., 2006. Związek między wartościami powierzchni właściwej wyznaczonej metodą sorpcji azotu i ditlenku węgla a skłonnością węgli kamiennych do samozapalenia. Archiwum Górnictwa, 51, 2.
• Czerw K., Ceglarska-Stefańska G., 2008. Dynamika deponowania gazów kopalnianych w strukturze porowatej węgla kamiennego. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, 24, 3/3, s. 57-67.
• Dubinin M.M., 1960. The potential theory of adsorption of gases and vapors for adsorbents with energetically nonuniform surfaces. Chemical Reviews, 60, s. 235-241.
• Dubinin M.M., 1975. Adsorpcja i porowatość. WAT, Warszawa.
• Gonet A., Nagy S., Rybicki C., Siemek J., Stryczek S., Wiśniowski R., 2010. Technologia wydobycia metanu z pokładów węgla (CBM). Górnictwo i Geologia, 5, 3, s. 5-25.
• Horvath G., Kawazoe K., 1983. Method for the calculation of the effective pore size distribution in molecular sieve carbon. Journal Chemical Engineering, Japan, 16, s. 470-475.
• IUPAC, Physical Chemistry Division Commission On Colloid And Surface Chemistry Subcommittee on Characterization of Porous Solids. Recommendations For The Characterization Of Porous Solids (Technical Report), Pure and Applied Chemistry, 1994, 66, 8, s. 1739-1758
• Ju Y., Jiang B., Hou Q., Wang G., 2005. Relationship between nanoscale deformation of coal structure and metamorphicdeformed environments. Chinese Science Bulletin, 50, 16, s. 1784-1795.
• Klobes P., Meyer K., Munro R.G., 2006. Porosity and Specific Surface Area Measurements for Solid Materials. NIST Recommended Practice Guide, NIST, Special publication, 960-17.
• Mahajan O.P., 1991, CO2 surface area of coals: the 24-year paradox. Carbon, 29 (6), s. 735-742.
• Okolo G.N., Everson R.C., Neomagus H.W.J.P., Roberts M.J., Sakurovs R., 2015. Comparing the porosity and surface areas of coal as measured by gas adsorption, mercury intrusion and SAXS techniques. Fuel, 141, 293-304.
• Radomski P., Jarosiński A., 2010, Wyznaczenie powierzchni właściwej materiałów ziarnistych w aspekcie stosowania jej wielkości w wybranych procesach technologicznych. Czasopismo Techniczne, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, 10, rok 107, s. 267-276.
• Syl&Ant Instruments, materiały szkoleniowe: II-ga Szkoła Adsorpcji, 25-26.04.2013, Toruń.
• Zarębska K., 2012a. Analiza możliwości wykorzystania polskich węgli kamiennych do sekwestracji CO2. GIG, 2012, Katowice.
• Zarębska K., 2012b. Experimental studies on sorption processes of CH4 on selected Polish coal samples, Nowe spojrzenie na wybrane zagrożenia naturalne w kopalniach. Praca zbiorowa pod red. Stanisława Pruska i Janusza Cygankiewicza, GIG, Katowice.
• Żyła M., Cygankiewicz J., Dudzińska A., 2005. Sorpcja azotu i ditlenku węgla na kilkunastu próbkach węgla kamiennego o wzrastającej ilości pierwiastka węgla w strukturze. Archiwum Górnictwa, 50, 4.