Příprava uhlíkatých materiálů mikrovlnnou pyrolýzou odpadních pneumatik pro snižování koncentrace xylenu z odpadních plynů

Karolína Gorzolková

Bakalářská práce

Preparation of carbon-based materials by microwave pyrolysis of waste scrap tyres for reduction the concentration of xylene from waste gases

Anotace:

Bakalářská práce se zabývá přípravou a využitím aktivního uhlí jako účinného adsorbentu pro odstranění znečišťujících látek (xylenu) z odpadních plynů. V první části byla aktivní uhlí připravena mikrovlnnou pyrolýzou odpadních pneumatik, tzn. termickým rozkladem v mikrovlnném poli bez přístupu oxidačního činila v jednom a dvou stupních bez/a s přídavkem aktivačního činidla (KOH). V druhé částí byla testována a vypočítána sorpční kapacita xylenu z proudu vzduchu na připravených materiálech. Nejlepší texturní vlastnosti prokázaly vzorky jednostupňové pyrolýzy s KOH aktivací. Aktivací došlo ke zvýšení specifického povrchu a objemu mikropórů. Ostatní vzorky vykazovaly mezo-makroporézní strukturu s nízkým specifickým povrchem a nulovým objemem mikropórů. Ramanova spektroskopie prokázala poměr neuspořádané („disordered“) a grafitické („graphitic“) struktury srovnatelný. Výsledky sorpčních experimentu korelují s výsledky texturní analýzy – největší sorpční kapacitu vykazují vzorky jednostupňové pyrolýzy s aktivací. Adsorpční kapacita připravených aktivních uhlí tedy závisí na texturních a strukturních vlastnostech.

Abstract:

Bachelor thesis is focused on preparation and use of activated carbon as a efficient adsorbent for reducing the concentration of pollutants (xylene) from waste gases. First part of the thesis deals with preparation of the activated carbon by microwave pyrolysis of waste tires, i.e. thermal decomposition in a microwave field without the acces of oxidizing agent, in one and two stages without and with the addition of activating agent (KOH). In the second part, the sorption capacity of xylene from the air stream on the prepared materials was tested and calculated. The best textural properties are shown by samples of first-stage pyrolysis with KOH activation, in this stage there was an increase of specific surface area and volume of micropores. Rest of the samples showed a meso-macroporous structure with a low specific surface area and zero micropore volume. Raman spectroscopy proved the ratio of disordered and graphitic structures to be comparable. The results of sorption experiments correlate with the results of texture analysis – the largest sorption capacity is shown by samples of first stage pyrolysis with activation. The adsorption capacity of the prepared activated carbons thus depends on the textural and structural properties.

Klíčová slova

pyrolýza, mikrovlnná pyrolýza, odpadní pneumatiky, aktivní uhlí, adsorpce, xylen

Keywords

pyrolysis, microwave pyrolysis, waste tires, activated carbon, adsorption, xylene

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 4. 2021

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 8. 6. 2021
• Vedoucí: Zuzana Jankovská
• Oponent: Jiří Fiedor

VŠB – Technická univerzita Ostrava

Fakulta materiálově-technologická

Bakalářský studijní program / obor:
Procesní inženýrství / Chemie a technologie ochrany životního prostředí