Vliv porozity na kinetiku povrchové oxidace uhlíku

Bc. Lucie KOŘENÁ

Master's thesis

The effect of porosity on the kinetics of carbon surface oxidation

Abstract:

Vliv porozity uhlíku na kinetiku jeho povrchové oxidace byl sledován s využitím termogravimetrie. Byly připraveny tři uhlíkaté xerogely s hierarchickou porozitou - jejich porézní vlastnosti byly charakterizovány pomocí skenovací a transmisní elektronové mikroskopie a sorpce N2 při -196°C. Na základě dat z izotermických termogravimetrických experimentů byly pro každý uhlíkatý xerogel zvlášť vypočteny zdánlivé kinetické parametry jeho oxidace. Analýzou těchto parametrů (zanedbatelné rozdíly v hodnotách zdánlivých kinetických parametrů pro jednotlivé xerogely) bylo zjištěno, že kinetika povrchové oxidace uhlíku není jeho porozitou nijak ovlivňována. Dobrá shoda mezi teoretickými a experimentálními daty také umožnila predikovat optimální teploty pro maximální naoxidování u jednotlivých vzorků (teploty v rozmezí 245 - 258°C, maximální hmotnostní přírůstky 3 - 4 %).

Abstract:

The effect of porosity on the kinetics of carbon surface oxidation was investigated by thermogravimetry. Three carbon xerogels with hierarchical porosity were prepared - their pore characteristics were examined using scanning and transmission electron microscopy and N2 sorption at -196°C. On the basis of the isothermal thermogravimetry data, apparent kinetic parameters for oxidation of each carbon xerogel were determined. Analysis of these parameters (negligible differences in corresponding values of apparent kinetic parameters for each carbon xerogel) proved that porosity of carbon has no influence on the kinetics of its surface oxidation. The good agreement between theoretical and experimental data also enabled to predict optimal temperatures for maximal oxygen chemisorption for all samples (temperatures in the range of 245 - 258°C, maximal mass uptakes between 3 - 4%).

Keywords

porozita, uhlík, kinetika, povrchová oxidace, termogravimetrie

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 23. 4. 2020

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Date of defence: 11. 5. 2020
• Supervisor: Doc. RNDr. Václav Slovák, Ph.D.

University of Ostrava

Faculty of Science

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