Wyznaczanie parametr

1
Wyznaczanie parametrów struktury porowatej
adsorbentów na podstawie izoterm adsorpcji par i
gazów

• Autor Mateusz Jez

Opiekun naukowy Dr inz. Miroslaw Kwiatkowski
2
(No Transcript)
3
Co to jest adsorpcja?
ciecz ciecz lub gaz ciecz
ciecz cialo stale lub gaz cialo stale
Oczyszczanie i rozdzielanie gazów
Osuszanie gazów i cieczy
Oczyszczanie scieków
Filtracja wody pitnej
Magazynowanie niebezpiecznych gazów
4
Podzial adsorbentów
Materialy adsorpcyjne
Weglowe
Kompozytowe
Mineralne
Weglowe sita molekularne Wlókniny weglowe Zel
weglowy Wegiel aktywny z surowców wtórnych
Materialy porowate weglowo mineralne Zel
tytanowo krzemowy
Zeolity Silikazele Mineralne sita molekularne
5
(No Transcript)
6
Kondensacja kapilarna

• Proces kondensacji

Wzrost cisnienia par adsorbatu

• Efektywny promien kapilary

7
Obliczane parametry struktury

• Powierzchnia wlasciwa S
• Funkcja potencjalu e
• Objetosc mikroporów W0
• Rozklad objetosci mikroporów od promienia
  efektywnego Wf(rk)

8
Wykorzystane metody obliczeniowe

• Metoda Langmuira
• Metoda BET
• Metoda Harkinsa-Jury
• Równanie Freundlicha
• Metoda Dubinina-Raduszkiewicza
• Równanie Kelvina

9
Metoda Langmuira

• Liniowa postac równania Langmuira

am pojemnosc jednej warstwy adsorbatu k stala
p cisnienie adsorbatu

• Powierzchnia wlasciwa

wm powierzchnia zajmowana przez jedna czastke
adsorbatu
10
Metoda BET

• Postac liniowa równania

C stala zwiazana z róznica miedzy cieplem
adsorpcji pierwszej warstwy a cieplem kondensacji

ps cisnienie pary nasyconej adsorbatu nad
plaska powierzchnia cieczy

• Powierzchnia wlasciwa

11
Metoda Harkinsa-Jury

• Równanie

A am2 B nie ma interpretacji fizycznej

• Powierzchnia wlasciwa

12
Równanie Freundlicha

• Postac ogólna

k i n stale empiryczne
m ilosc punktów pomiarowych na izotermie
13
Wyznaczanie k i n.
14
Wyznaczanie k i n.
15
Potencjalna teoria adsorpcji

• Zalozenia
• Sily adsorpcyjne dzialaja w odleglosciach
  znacznie wiekszych niz rozmiary czasteczek
• Sily te nie sa ekranowane przez pierwsza warstwe
  adsorbatu
• Podstawowe funkcje
• Potencjal adsorpcyjny e
• Objetosc warstwy powierzchniowej W

16

• e zmiana molowej energii swobodnej zwiazana ze
  zmiana cisnienia pary od ps do p

• Pole potencjalu adsorpcyjnego

faza gazowa
powierzchnie ekwipotencjalne
obszar adsorpcji
adsorbent
17
Metoda Dubinina-Raduszkiewicza

• Funkcja charakterystyczna zwiazana jest z
  kapilarna budowa adsorbentu

logW0

• Równanie D-R

a
tga D
18
Krzywa charakterystyczna adsorpcji dla wegla
aktywnego.
19
Rozklad objetosci mikroporów

• Równanie Kelvina

• Dla menisku cylindrycznego

rk
adsorpcja
desorpcja

• Efektywny promien

20
Wegiel aktywny na podlozu ceramicznym. CTC
21
Wegiel aktywny na podlozu ceramicznym. CTC
22
Wegiel aktywny na podlozu ceramicznym. CTC
23
Porównanie powierzchni wlasciwych
Mikrofotografia SEM przedstawiajaca badany
adsorbent.
24
Wplyw procesu pirolizy na wlasciwosci adsorbentów.
Analizie poddalem wegle aktywne otrzymane w
procesie pirolizy drewna eukaliptusowego w
róznych warunkach
1. Tpir 830oC t 2h atm. N2
2. Tpir 870oC t 2h atm. N2 uboga w O2
czesciowe wypalenie
3. Tpir 870oC t 2h atm. N2
25
Porównanie rozkladu mikroporów
26
Porównanie rozkladu mikroporów
27
Porównanie rozkladu mikroporów
28
Dziekuje za uwage.

• W mojej pracy wykorzystalem
• J. Oscik Adsorpcja Warszawa 1973 PWN
• G. Bello, R. Garcia, R. Arriagada, A.
  Sepulveda-Escribano, F. Rodriguez-Reinoso, Carbon
  molecular sieves from Eucalyptus globulus
  charcoal. Microporous and Mesoporous Materials 56
  (2002) 139145
• P.M. Barata-Rodrigues, T.J. Mays, G.D. Moggridge,
  Structured carbon adsorbents from clay, zeolite
  and mesoporous aluminosilicate templates. Carbon
  41 (2003) 22312246