Rational conditions of producing the activated carbon with well-developed nanoporous structure for the treatment of natural and waste waters

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorKlymenko, N.
dc.contributor.authorSavchyna, L.
dc.contributor.authorKosogina, I.
dc.contributor.authorVrubel, T.
dc.date.accessioned2023-11-27T12:36:42Z
dc.date.available2023-11-27T12:36:42Z
dc.date.issued2023
dc.description.abstractRational conditions for the activation of coal of a high stage of metamorphism (anthracite) have been determined, which allow the development of a nanoporous structure. Obtained activate carbon with nanoporous structure can be use for the treatment of natural and waste waters have been carried out. The structurally sorptive characteristics and granulometric size composition of obtained samples were determined. It was established that in order to obtain a sorbent with specified properties, it is necessary to introduce oxygen into the reacting mixture at the second stage of anthracite activation and control the activation time. The activation in the first stage was carried out with steam at a temperature of 750–800 °C, and in the second stage – with steam in the presence of air oxygen at 280–300 °C. The rational content of oxygen in the activating mixture is in the range of 2.7–4.4 %, while the specific surface area of activated carbon increases, which corresponds to nano-sized pores and, accordingly, the volume of the adsorption space of coal. The process led to the development of mesoporosity ~ 0.2–0.3 cm3 /g, after which the microporous sample of activated carbon was impregnated with a surfactant solution. Thus, the rational conditions of activation are the duration of the process of 1.5 hours in the presence of 4.4 % oxygen in the activating mixture. It is shown that the largest values of the total specific surface area and the specific surface area of mesopores are achieved when using ionic surfactants with alkyl chain length n = 10–16 as modifiers. In particular, the use of sodium dodecyl sulfate СН3(СН2)11SO3Na as a modifier allows to obtain the largest value of the total surface Stot 1030 m2 /g and the surface of mesopores Smе 334 m2 /g. It was established that the activation of modified samples of activated carbon leads to a decrease in the size of granules.The content of fractions with a size of 1.0–2.0 mm and 0.5–1.0 mm is 80–85 %, which are rational for use for water purification from organic compounds.uk
dc.description.abstractotherПроведено наукове обґрунтування і визначення раціональних умов активації для розвитку нанопористої структури вугілля високої стадії метаморфізму (антрациту), призначеного для очищення природних та стічних вод. Визначено структурно-сорбційні характеристики та гранулометричний склад одержаних зразків. Встановлено, що для отримання сорбенту із заданими властивостями необхідно на другій стадії активації антрациту вводити у реагуючу суміш кисень та контролювати час активації. Активацію на першій стадії проводили водяною парою за температури 750–800 °С, а на другій стадії – парою за наявності кисню повітря за 280–300 °С. Раціональний вміст кисню в активуючій суміші знаходиться в межах 2,7–4,4 %, при цьому збільшується величина питомої поверхні активованого вугілля, яка припадає на нанорозмірні пори і відповідно на об’єм адсорбційного простору вугілля. Процес вели до розвитку мезопористості ~ 0,2–0,3 см3 /г, після чого мікропористий зразок активованого вугілля просочували розчином поверхнево-активної речовини. Таким чином, раціональними умовами активації є тривалість процесу 1,5 год за наявності у активуючій суміші 4,4 % кисню. Показано, що найбільших величин загальної питомої поверхні і питомої поверхні мезопор досягнуто при використанні як модифікаторів іонних поверхнево-активних речовин з довжиною алкільного ланцюга n = 10–16. Зокрема, використання як модифікатора додецилсульфату натрію СН3(СН2)11SО3Na дозволяє отримати найбільшу величину загальної поверхні Sзаг 1030 м 2 /г та поверхні мезопор Sме 334 м 2 /г. Встановлено, що активація модифікованих зразків активованого вугілля призводить до зменшення розмірів гранул. Вміст фракцій з розміром 1,0–2,0 і 0,5–1,0 мм складає 80–85 %, які є раціональними для використання у фільтрах для очищення води від великих органічних сполук, таких як гумінові та фульвокислоти, барвники, поверхневоактивні речовини та водорозчинні високомолекулярні сполуки.uk
dc.format.pagerangePp. 56-69uk
dc.identifier.citationRational conditions of producing the activated carbon with well-developed nanoporous structure for the treatment of natural and waste waters / N. Klymenko, L. Savchyna, I. Kosogina, T. Vrubel // Вода і водоочисні технології. Науково-технічні вісті. – 2023. – № 1(35). – С. 56-69 . – Бібліогр.: 24 назви.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2218-930012023277964
dc.identifier.issn2218-9300
dc.identifier.orcid0000-0003-0693-865Xuk
dc.identifier.orcid0000-0002-9795-7110uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/62485
dc.language.isoenuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського; ТОВ «Українська водна спілка»uk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.relation.ispartofВода і водоочисні технології. Науково-технічні вісті, № 1(35)uk
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
dc.subjectactivating mixtureuk
dc.subjectactivation of coaluk
dc.subjectanthraciteuk
dc.subjectcoal modificationuk
dc.subjectrational conditionsuk
dc.subjectsurfactantuk
dc.subjectактивація вугілляuk
dc.subjectактивуюча сумішuk
dc.subjectантрацитuk
dc.subjectмодифікація вугілляuk
dc.subjectповерхнево-активна речовинаuk
dc.titleRational conditions of producing the activated carbon with well-developed nanoporous structure for the treatment of natural and waste watersuk
dc.title.alternativeРаціональні умови одержання активного вугілля з розвиненою нанопористою структурою для очищення природних та стічних водuk
dc.typeAnimationuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
277964-664787-1-10-20230925.pdf
Розмір:
205.26 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.1 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вода і водоочисні технології. Науково-технічні вісті, № 1(35)