Wyniki 1-10 spośród 14 dla zapytania: authorDesc:"MIECZYSŁAW JARONIEC"

Funkcje rozkładu mikroporów adsorbentów węglowych

Czytaj za darmo! »

Wykorzystując niskotemperaturowe (77K) izotermy adsorpcji azotu i argonu, wyznaczono - za pomocą metody Horνatha i Kawazoe (dla modelu szczelinowego) - funkcje rozkładu objętości mikroporów dla wybranych węgli aktywnych i aktywnych włókien węglowych. Obliczone funkcje rozkładu sugerują, że badane węgle aktywne mają biporowatą strukturę mikroporów. W wypadku zastosowania metody Horν[...]

Badanie fraktalnej natury niejednorodnych mikroporowatych węgli aktywnych

Czytaj za darmo! »

Strukturę mikroporowatą węgli aktywnych charakteryzowano za pomocą funkcji rozkładu mikroporów wyznaczonych na podstawie izoterm adsorpcji benzenu. Rozkład mikroporów przedstawiony w układzie logarytmicznym służył do wyznaczania wymiaru fraktalnego D badanych węgli aktywnych. Wartości D zawarte w zakresie 2,3÷3 odpowiadają średniemu wymiarowi mikroporów. Wartość wymiaru fraktalnego D odzwie[...]

Charakterystyka mikroporowatego węgla aktywnego - analiza izoterm adsorpcji benzenu za pomocą ogólnego równania Jarońca-Chomy DOI:

Czytaj za darmo! »

Przedstawiono prostą metodę opisu porowatej struktury węgla aktywnego na podstawie znajomości przebiegu izotermy adsorpcji z fazy gazowej. Ogólne równanie izotermy adsorpcji otrzymano z równania Dubinina-Astachova i z funkcji gamma rozkładu mikroporów. Doświadczalne izotermy adsorpcji benzenu aproksymowano za pomocą tego ogólnego równania w celu wyznaczenia parametrów charakteryzujących energetyczną i strukturalną niejednorodność badanych preparatów węgla aktywnego. Węgle aktywne, ze względu na silnie rozwiniętą strukturę porowatą, są adsorbentami o ogromnym znaczniu przemysłowym1 ] . W ich skład wchodzi przede wszystkim węgiel elementarny (87 -H 97% wag.), a także wodór, tlen, azot, siarka oraz substancje wprowadzone do węgla w procesie jego wytwarzania. Zawartość substancji mineralnych (popiołu) w węglu aktywnym może wynosić 1 -i- 20%. Stosowanie węgli aktywnych zarówno w badaniach naukowych, jak i w praktyce przemysłowej wymaga szczegółowej znajomości ich charakterystyki. Chociaż do badania porowatych węgli aktywnych coraz częściej używa się różnorodnych nowoczesnych technik pomiarowych dostarczających wielu informacji o fizykochemicznych właściwościach adsorbentów, to jednak klasyczne pomiary adsorpcyjno-desorpcyjne wciąż są bardzo popularne i ciągle jeszcze niezastąpione. Na podstawie doświadczalnych izoterm adsorpcji par i gazów podejmuje się najróżniejsze próby opisu porowatej struktury adsorbentów. Ciągle poszukuje się nowych, lepszych metod umożliwiających dokładniejsze wyznaczanie parametrów charakteryzujących poszczególne rodzaje porowatości. W 1986 r. Jaroniec i Choma2 ) zaproponowali proste równanie izotermy do opisu adsorpcji gazów i par na niejednorodnych mikroporowatych ciałach stałych. Równanie to wyprowadzono z równania Dubinina-Raduśkevića (DR) stosowanego do opisu adsorpcji gazów w jednorodnych mikroporach. Wykorzystano funkcję gamma do opisu rozkładu mikroporów, charakteryzującą ich strukturalną niejednoro[...]

Ocena niejednorodności strukturalnej węgli aktywnych za pomocą funkcji rozkładu Gaussa i gamma DOI:

Czytaj za darmo! »

Porównano sposoby opisu niejednorodnej struktury mikroporowatej węgli aktywnych z wykorzystaniem rozkładów Gaussa i gamma. Podano równania funkcji rozkładu F(2?), J(jc) i Х(Л) dla obu koncepcji opisu niejednorodnej struktury mikr oporowa tej. Przedstawiono równania izotermy adsorpcji Dubinina oraz Jarońca- Chomy i obliczono na ich podstawie parametry struktury mikroporowatej rzeczywistych węgli aktywnych. Wykazano, że w porównaniu z rozkładem Gaussa zastosowanie funkcji rozkładu gamma do opisu niejednorodności strukturalnej węgli aktywnych daje dokładniejszą charakterystykę węgli aktywnych o bardziej sprecyzowanym sensie fizycznym. Węgle aktywne są materiałami o silnie rozwiniętej strukturze porowatej i dużej wewnętrznej powierzchni właściwej. Mogą one adsorbować duże ilości różnych substancji - zarówno z fazy ciekłej, jak i gazowej - i z tego powodu należą do najpopularniejszych adsorbentów. Objętość porów węgli aktywnych jest zazwyczaj większa od 0,2 cm3/g, a ich powierzchnia właściwa - większa od 400 jn2/g. Szerokość porów zmienia się w przedziale od 0,3 do kilku tysięcy nanometrów1). Obecnie węgiel aktywny jest wykorzystywany w wielu procesach technologii chemicznej, a także do oczyszczania gazów odlotowych oraz ścieków komunalnych i przemysłowych. Jest również powszechnie używany do oczyszczania wody pitnej. Z nowymi możliwościami zastosowania węgli aktywnych wiąże się konieczność nieustannego polepszania jakości tego adsorbentu oraz udoskonalania metod jego otrzymywania. Projektowanie i optymalizacja wielu procesów przemysłowych przebiegających z użyciem węgli aktywnych wymagają dokładnego poznania ich porowatej struktury i właściwości adsorpcyjnych2). Szczególną cechą węgli aktywnych jest ich bardzo dobrze rozwinięta wewnętrzna struktura porowata, zwana teksturą, na którą składają się trzy rodzaje porów, różniące się nie tylko wymiarami, ale przede wszystkim mechanizmem zachodzących w nich procesów adsorpcyj[...]

Adsorpcyjne metody opisu mikroporowatej struktury węgli aktywnych DOI:

Czytaj za darmo! »

Omówiono adsorpcyjne metody określania mikroporowatości węgli aktywnych. Trzy z tych metod - as-metodę oraz metody, w których wykorzystuje się równania izoterm adsorpcji Dubinina- Raduszkiewicza i Jarońca-Chomy - zastosowano do interpretacji izoterm adsorpcji benzenu na czterech węglach aktywnych. Stwierdzono, że równania izoterm, w których uwzględnia się strukturalną niejednorodność węgli aktywnych, dają wartości objętości mikroporów bardzo zbliżone do wartości objętości mikroporów wyznaczonych na podstawie as-metody. W większości wypadków podczas praktycznego stosowania węgli aktywnych wymaga się, aby adsorbenty te zawierały dużo bardzo drobnych porów, zwanych mikroporami1*. Zgodnie z zaproponowaną przez IUPAC klasyfikacją porów2) mikropory są to pory o promieniu nie przekraczającym 2 nm, podczas gdy mezo- i makropory mają promienie większe od 2 nm. Obecność mikroporów w adsorbencie znacznie zmienia jego właściwości adsorpcyjne. Nakładanie się pól sił adsorpcyjnych - generowanych przez naprzeciwległe ścianki mikroporów - prowadzi do istotnego zwiększenia potencjału adsorpcyjnego wewnątrz tych porów3). W konsekwencji wartość adsorpcji w mikroporach jest znacznie większa od wartości adsorpcji na powierzchni mezoporów4). Zazwyczaj adsorpcja na powierzchni makroporów jest tak mała w porównaniu z adsorpcją w mikro- i mezoporach4), że można ją pominąć. Mikropory stanowią również dodatkową przyczynę energetycznej niejednorodności adsorbentu5,6). Nawet mikropory jednakowe pod względem wymiarów nie są takie same energetycznie dla adsorbowanych cząsteczek. Ta energetyczna niejednorodność zwiększa się w wypadku adsorbentów zawierających mikropory różniące się wymiarami. Szczegółowa charakterystyka węgla aktywnego wymaga: określenia kompletnej funkcji rozkładu porów w zależności od ich liniowych wymiarów z uwzględnieniem przedziałów mikro-, mezo- i makroporów, ilościowej analizy chemicznych grup funkcyjnych znajdujących się na powierzc[...]

Porównanie adsorpcyjnych metod wyznaczania funkcji rozkładu porów węgli aktywnych

Czytaj za darmo! »

Wykorzystując niskotemperaturowe (77 K) izotermy adsorpcji azotu, wyznaczono - za pomocą teorii funkcjonału gęstości (DFT) oraz metody Horνatha i Kawazoe (HK) - funkcje rozkładu objętości porów węgli aktywnych o zróżnicowanych właściwościach adsorpcyjnych. Stwierdzono bardzo dużą zgodność funkcji rozkładu otrzymanych za pomocą obu metod. Wyznaczone funkcje rozkładu umożliwiają klasyfika[...]

Efekty energetyczne w adsorpcji gazów na mikroporowatych adsorbentach DOI:

Czytaj za darmo! »

Wprowadzono zależności wiążące parametry energetyczne równań teorii objętościowego zapełniania mikroporów (Dubinina- Raduśkievića i Jarońca-Chomy) z parametrami energetycznymi równania Brunauera-Emmetta-Tellera dla adsorpcji wielowarstwowej. Na podstawie doświadczalnych izoterm adsorpcji argonu w temp. 77,5 K dla 15 różnych próbek węgla aktywnego sprawdzono powyższe zależności. Lepszą korelację uzyskano stosując do opisu równanie teorii adsorpcji uwzględniające niejednorodność struktury mikroporowatej. Wykazano przydatność równania BET do opisu adsorpcji na mikroporowatych węglach aktywnych. Złożona i nieuporządkowana struktura mikroporowatych adsorbentów, w której wymiary porów są porównywalne z wymiarami adsorbowanych cząsteczek, czyni interpretację zjawisk adsorpcyjnych zachodzących w tych materiałach bardzo t r u d n ą i skomplikowaną. Uważa się, że najpopularniejszą klasyczną teorią stosowaną do opisu fizycznej adsorpcji gazów i par w mikroporach (o liniowych wymiarach mniejszych od 2 nm) jest teoria ich objętościowego zapełniania1 } . Została ona opracowana dla mikroporowatych adsorbentów: jednorodnych (o bardzo małych wartościach dyspersji funkcji rozkładu mikroporów) i niejednorodnych (o dużych wartościach dyspersji). Inną klasyczną teorią adsorpcji, opartą na założeniach odmiennych w stosunku do teorii objętościowego zapełniania mikroporów, jest teoria wielowarstwowej adsorpcji par i gazów sformułowana pierwotnie dla nieporowatych i makroporowatych adsorbentów2 ). Zastosowanie teorii adsorpcji wielowarstwowej do opisu adsorpcji na mikroporowatych adsorbentach budzi wśród niektórych badaczy wątpliwości dotyczące sensu fizycznego uzyskiwanych wartości powierzchni właściwej tych adsorbentów3 ) . Wcześniejsze badania Chomy4 ' 5 ) wydają się wskazywać na to, że parametry równania izotermy Brunauera- Emmetta-Tellera (BET), stosowanego w określonym przedziale ciśnienia, są także użyteczne w ocenie właściwości mikroporowatyc[...]

Ocena strukturalnej niejednorodności i powierzchniowej nieregularności mikroporowatych węgli aktywnych DOI:

Czytaj za darmo! »

Równanie izotermy adsorpcji Jarońca-Chomy (JC), stosowane do opisu adsorpcji par i gazów na niejednorodnych mikroporowatych ciałach stałych, jest związane z funkcją rozkładu gamma F(z) i funkcją rozkładu J(x). Wykazano, że funkcja rozkładu mikroporów J(x) w istotny sposób zależy od x(z). Zależność x(z) określona przez Stoeckliego daje malejącą funkcję rozkładu J(x), która spełnia liniową relację dla fraktalnych ciał stałych w szerokim przedziale wymiarów mikroporów. Wykorzystano izotermę adsorpcji benzenu na mikroporowatym węglu aktywnym RIC firmy Norit (Holandia) w celu zilustrowania zaproponowanej procedury określania strukturalnej i powierzchniowej nieregularności mikroporowatych węgli aktywnych. Mikroporowate ciała stałe są często wykorzystywane w pracach badawczych i technologii ze względu na bardzo interesujące właściwości powierzchni, rozwiniętą strukturę porowatą (teksturę), a także korzystne właściwości mechaniczne. Obecnie przemysł oferuje mikroporowate materiały o bardzo zróżnicowanych właściwościach fizykochemicznych. Są to m.in.: włókna węglowe1,2) o precyzyjnie zdefiniowanych wymiarach, zeolity i molekularne sita węglowe1,3) charakteryzujące się rozwiniętą strukturą porowatą zawierającą prawie jednorodne (o jednakowych liniowych wymiarach) mikropory, a także węgle aktywne1,4 *7) odznaczające się niejednorodnymi (o bardzo zróżnicowanych liniowych wymiarach) mikroporami. Ciała stałe zawierające mikropory mają wyraźnie lepsze właściwości adsorpcyjne niż materiały nieporowate5,6). Nowe i specyficzne możliwości stosowania mikroporowatych materiałów wymagają nowych metod ich charakteryzowania, umożliwiających precyzyjne określenie niejednorodności mikroporowatej struktury adsorbentów. W niniejszej pracy omówiono wykorzystanie niskociśnieniowej części równowagowej izotermy adsorpcji do określenia strukturalnej niejednorodności i powierzchniowej nieregularności mikroporowatych węgli aktywnych. Przedstawione rozwiązania [...]

Adsorpcyjne właściwości mikroporowatych struktur aktywowanych włókien węglowych DOI:

Czytaj za darmo! »

Na podstawie doświadczalnych izoterm adsorpcji azotu i benzenu scharakteryzowano za pomocą równań Dubinina-Raduśkievica i Jarońca-Chomy adsorpcyjne właściwości aktywowanych włókien węglowych. Przedstawiono (analitycznie i graficznie) funkcje charakteryzujące strukturalną i energetyczną niejednorodność mikroporów tych stosunkowo nowych adsorbentów węglowych. Funkcje te znacznie wzbogacają charakterystykę adsorpcyjnych właściwości badanych materiałów. Umożliwiają one m.in. ilościowe określenie zmian adsorpcyjnych właściwości aktywowanych włókien węglowych w stosunku do różnych adsorbatów. Aktywowane włókna węglowe są stosunkowo nowymi i atrakcyjnymi adsorbentami węglowymi. Jednakże produkcja tych wysoko wydajnych adsorbentów wykluczających lub minimalizujących opory przenoszenia masy oraz charakteryzujących się dobrymi adsorpcyjnymi właściwościami jest trudnym zadaniem technologicznym. Węglowe adsorbenty mogą być stosowane w rozmaitych formach tekstylnych lub w postaci nietkanego materiału o małym oporze hydrodynamicznym. Umożliwia to użycie cienkich warstw adsorpcyjnych do oczyszczania szybko przepływającego strumienia gazu lub cieczy11. Aktywowane włókna węglowe są coraz powszechniej wykorzystywane w filtrach powietrza2’, maskach przeciwgazowych3*, klimatyzatorach powietrza2’ i w urządzeniach do uzdatniania wody2'31. Pojemność adsorpcyjna filtrów papierosowych z aktywowanych włókien węglowych4’ jest znacznie większa niż pojemność filtrów wytworzonych z octanu celulozy. Z aktywowanych włókien węglowych produkuje się także odzież ochronną używaną w fabrykach chemicznych w skrajnie szkodliwych warunkach2'5’. Włókna te - jak wynika z doniesień zawartych w literaturze - są bardzo obiecujące jako nośniki katalizatorów3 T 5 , 6 1 (platyny, palladu, rutenu i rodu) osadzanych w postaci metalicznej lub w postaci związków chemicznych. Właściwe użycie aktywowanych włókien węglowych - np. do oczyszczania [...]

Właściwości adsorpcyjne mikroporowatych struktur węgli aktywnych DOI:

Czytaj za darmo! »

Przedstawiono nowe, proste równanie izotermy adsorpcji par i gazów dla mikroporowatych węgli aktywnych. Omówiono metody i podano ogólne zależności umożliwiające charakteryzowanie adsorbentów za pomocą funkcji rozkładu energii adsorpcji X (U) i Xmi(U) oraz funkcji rozkładu mikroporów według ich liniowych wymiarów G(x). Przytoczono wyniki obliczeń dla rzeczywistych układów adsorpcyjnych węgiel aktywny-benzen. Niezwykle istotną rolę w rozwiązywaniu współczesnych problemów dotyczących ochrony środowiska naturalnego odgrywają węgle aktywne1*, które są powszechnie stosowane w procesach adsorpcji. Należy nadmienić, że efektywność przebiegu kolejno po sobie następujących aktów adsorpcyjnych i desorpcyjnych, zachodzących na powierzchni granicy faz ciało stałe - gaz (ciecz), zależy przede wszystkim od parametrów struktury porowatej węgli aktywnych. Dlatego niezbędna jest znajomość stale rozwijającej się teorii adsorpcji, w szczególności dotyczącej mikroporowatych adsorbentów węglowych. Interesujące więc wydaje się poszukiwanie nowych sposobów opisu struktury mikroporowatej umożliwiających dokładniejsze poznanie właściwości węgli aktywnych. Celem niniejszej pracy było przedstawienie nowych metod oceny właściwości adsorpcyjnych węgli aktywnych z punktu widzenia ich niejednorodnych struktur mikroporowatych. Przytoczone obliczenia wykonane na podstawie doświadczalnych izoterm adsorpcji dla węgli aktywnych ułatwiają przeprowadzenie rozważań teoretycznych i dobrze ilustrują sens fizyczny omawianych zależności. teczną do tego celu, jest stosowanie eksponencjalnego równania adsorp- Teoria, wyniki i dyskusja cji3): a = exp ■ i Z= 0 B*A‘ U) Mikroporowata struktura większości węgli aktywnych jest złożona1*. Niejednorodność tej struktury decyduje o właściwościach adsorpcyjnych węgli aktywnych i może być opisana za pomocą różnych funkcji rozkładu, które zależą od wielkości związanych - pośrednio lub bezpośrednio - z wymiarami mikropor[...]

 Strona 1  Następna strona »