Adsorption of 4-chlorphenol by brown coal activated by potassium hydroxide

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorТаmarkina, Yu. V.
dc.contributor.authorFrolova, I. B.
dc.contributor.authorКucherenko, V. O.
dc.date.accessioned2023-03-20T12:53:01Z
dc.date.available2023-03-20T12:53:01Z
dc.date.issued2021
dc.description.abstractThe purpose of the work is to evaluate the 4-chlorophenol (CP) adsorption capacity of brown coal activated carbons (ACs) prepared at different temperature of KOH activation. ACs were obtained in three stages: 1) impregnation of coal with a KOH solution, 2) heating (4 deg/min) in argon to a given temperature t (400-800C) and exposure for 1 h, 3) cooling, washing from KOH, drying. The samples are designated as AC(t). Based on the N2 adsorption-desorption isotherms, the ACs total pore volume (Vt, cm3 /g) and specific surface area (S, m2 /g) were determined. The ACs adsorption capacities were measured at 25С, CP concentration 700 mg/L, АC dosage – 1 g/L. The alkaline activation temperature was found to be a key factor in forming porosity of ACs and ability to adsorb CP. The CP maximum capacity (ACP(m), mg/g) increases 6.6 times up to 307 mg/g for AC(800) having S=1142 m2 /g. The specific adsorption capacity (ACP(S) = ACP(m)/S, mg/m2 ) sharply decreases in a sample range from AC(400) to AC(550) and weakly depends on temperature at 550-800C. The kinetics of CP adsorption is best described by a pseudo-second order model. The rate determining stage is the interaction of CP molecules with AC surface. The CP adsorption isotherms are best described by the Langmuir model. The dependence of the ACP(m) from S can be approximated by three linear equations that probably correspond to the three regions of forming surface adsorbtion centers (AdCs). The first (S370 m2 /g) is characterized by a small adsorption capacity increment (kS=0.103 mg/m2 ), but a significant (16.4 times) decrease in the specific capacity ACP(S). In the second region (S=370-770 m2 /g, t=550-750C), capacity increment is 10 times more (kS=0.985 mg/m2 ) and in the third region (S770 m2 /g, t750C) the increase in CP capacity is the smallest (kS=0.067 mg/m2 ). The thermoinitiated formation of AdCs is assumed to be not proportional to the increase in surface area, and their chemical structure and reactivity is determined by the alkaline activation temperature.uk
dc.description.abstractotherМета даної роботи – оцінити адсорбційну здатність буровугільного активованого вугілля (АВ), отриманого при різних температурах лужної активації з КОН по відношенню до 4-хлорфенолу (ХФ). Зразки АВ отримували в три стадії: 1) імпрегнування вугілля водним розчином КОН, 2) нагрівання (4 град/хв) в аргоні до заданої температури t (400-800С) та витримка 1 год, 3) охолодження, відмивка від КОН, сушка. Зразки позначено як АВ(t). На основі ізотерм адсорбціїдесорбції азоту визначено об’єм пор АВ (Vt, см3 /г) та їх питому поверхню (S, м2 /г). Адсорбційні ємності за 4-хлорфенолом (ХФ) зразків АВ отримано при 25С, початковій концентрації СХФ(0) 700 мг/л, вмісті АВ – 1 г/л. Встановлено, що температура лужної активації є ключовим фактором формування пористості АВ та його здатності адсорбувати ХФ. Максимальна ємність за ХФ (ACP(m), мг/г) збільшується у 6.6 разів до 307 мг/г у АВ(800) з питомою поверхнею 1142 м2 /г. Питома адсорбційна ємність (AХФ(S) = AХФ(m)/S, мг/м2 ) різко зменшується для зразків від AВ(400) до AВ(550) та слабо залежить від температури інтервалі t=550-800С. Кінетика адсорбції ХФ найкраще описується моделлю псевдо-другого порядку. Швидкість визначальною стадією є взаємодія молекул адсорбата з поверхнею АВ. Ізотерми адсорбції ХФ найкраще описуються моделлю Ленгмюра. Залежність максимальної ємності АВ від їх питомої поверхні може бути апроксимована трьома лінійними рівняннями, які відповідають трьом областям формування поверхневих адсорбційних центрів. Перша (S 370 м2 /г) характеризується невеликим коефіцієнтом приросту адсорбційної ємності (kS = 0.103 мг/м2 ), але значним (в 16.4 разів) зниженням питомої ємності. У другій області (S = 370-770 м2 /г) приріст ємності в 10 разів більший (kS = 0.985 мг/м2 ), і в третій області (S ≥770 м2 /г, t750С) приріст ємності найменший (kS = 0.067 мг/м2 ). Припущено, що термоініційоване утворення адсорбційних центрів не є пропорційним збільшенню питомої поверхні, а їх хімічна будова і реакційна здатність по відношенню до ХФ визначається температурою лужної активації.uk
dc.format.pagerangeС. 36-48uk
dc.identifier.citationТаmarkina, Yu. V. Adsorption of 4-chlorphenol by brown coal activated by potassium hydroxide / Yu. V. Таmarkina, I. B. Frolova, V. O. Кucherenko // Вода і водоочисні технології. Науково-технічні вісті. – 2021. – № 1(29). – С. 36-78.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2218-930012021233672
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/53804
dc.language.isoenuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського; ТОВ «Українська водна спілка»uk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.sourceВода і водоочисні технології. Науково-технічні вісті, 2021, № 1(29)
dc.subjectactivated carbonuk
dc.subjectadsorptionuk
dc.subjectalkaline activationuk
dc.subjectbrown coaluk
dc.subjectporous structureuk
dc.subject4-chlorophenoluk
dc.subjectадсорбціяuk
dc.subjectактивоване вугілляuk
dc.subjectбуре вугілляuk
dc.subjectлужна активаціяuk
dc.subjectпориста структураuk
dc.subject4-хлорфенолuk
dc.titleAdsorption of 4-chlorphenol by brown coal activated by potassium hydroxideuk
dc.title.alternativeАдсорбція 4-хлорфенолу бурим вугіллям, активованим гідроксидом каліюuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
VVT-2021-1_p36-48.pdf
Розмір:
887.23 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(29)