Vliv zrnitosti na hodnoty vnitřního povrchu uhlíkatých látek

Bc. Erik CEGMED

Master's thesis

Effect of grain size on surface area of carbons

Abstract:

8 zrnitostních frakcí vzorků hnědého a černého uhlí v rozmezí 0,063 až 0,75 mm bylo podrobeno adsorpčnímu měření při nízkých tlacích s CO2 jako adsorbátem. Naměřené adsorpční izotermy byly za účelem stanovení vnitřního povrchu vyhodnoceny podle Dubinin-Radushkevichovy a Medkovy rovnice. Bylo zjištěno, že zrnitost na hodnoty vnitřního povrchu hnědého uhlí nemá vliv. V případě černého uhlí jsou hodnoty závislé především na adsorpční rovnováze dosažené v daném časovém intervalu, která úzce souvisí se zrnitostí. Míra dosažené rovnováhy klesala se zvyšující se velikostí částic, což ovlivnilo tvar adsorpční izotermy, a tak i vypočtené parametry. Vypočtené povrchy v závislosti na zrnitosti vykazovaly trend, kdy snižující se rovnováha vnitřní povrch postupně navyšovala, dokud nedošlo k výraznějšímu poklesu naadsorbovaného množství na izotermě. Pak začala hodnoty naopak snižovat. Tato závislost byla zjištěna i v případě fraktální dimenze, která vychází ze stejných parametrů Dubinin-Radushkevichovy rovnice.

Abstract:

8 different fractions of subbituminous and bituminous coal in the range of 0.063 to 0.75 mm were subjected to adsorption measurement and CO2 adsorption isotherms at low pressures were measured. Obtained data were evaluated on the basis of Dubinin-Radushkevich and Medek's equation. It was found that grain size has no effect on the surface area of subbituminous coal. In case of bituminous coal, the values are mostly dependant on the extent of adsorption equilibrium, which is, in a given time interval, closely related to grain size. The extent of equilibrium decreased with increasing grain size, which influenced the shape of the adsorption isotherm and thus calculated adsorption parameters. There was a trend in computed surface areas in relation to grain size ? decreasing equilibrium gradually increased values of surface area until there was a decrease in the adsorbed amount in the adsorption isotherm. Then the reverse of the trend occurred. The same trend was found in the case of fractal dimension, because of using the model which uses the same parameters of Dubinin-Radushkevich equation.

Keywords

zrnitost, vnitřní povrch, uhlí, mikropóry, kinetika, rovnováha, fraktální

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 6. 2015

Accessible from:: 22. 6. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 26. 8. 2015
• Supervisor: prof. Ing. Boleslav Taraba, CSc.

University of Ostrava

Faculty of Science

Master programme / field:
Chemistry / Analytical Chemistry of Solid Phase