Vliv povrchové oxidace na adsorpční vlastnosti uhlíkatých materiálů

Václav UHER

Bachelor's thesis

The effect of the surface oxidation on the adsorption properties of carbonaceous materials

Abstract:

Tato práce byla zaměřena na studium vlivu povrchové oxidace uhlíkatých materiálů na jejich adsorpční vlastnosti. Jako základní materiál byl připraven resorcinol-formaldehydový xerogel (RFB), který byl oxidován z kapalného prostředí dvěma různými způsoby. Aktivace uhlíkatých xerogelů byla provedena pomocí směsi (NH4)2S2O8 a H2SO4 (S ? RFB) a směsi HNO3 spolu s H2O2 (N ? RFB), za zisku materiálů dosahujícího různého stupně oxidace. Připravené materiály byly charakterizovány prostřednictvím Boehmovy titrace, adsorpce vodní páry (1,1 hm. % pro RFB, 8,2 hm. % pro S ? RFB a 10 hm. % pro N - RFB) a stanovením jodového čísla (461 mg g?1 pro RFB, 162 mg g?1 pro S ? RFB a 94 mg g?1 pro N ? RFB). Dále byla sledována adsorpce Cu2+ iontů a methylenové modři. Zjištěné adsorpční kapacity Cu2+ iontů byly 0,06 mmol g?1 (S ? RFB), 0,37 mmol g?1(N ? RFB), kdežto pro methylenovou modř nabývaly hodnot 0,08 mmol g?1 (RFB), 0,11 mmol g?1 (S ? RFB). Adsorpční kapacita RFB pro Cu2+ ionty nebyla stanovena, protože již při stanovení kinetiky adsorpce Cu2+ iontů materiál RFB téměř neadsorboval Cu2+ ionty a výsledky byly zatíženy velkou experimentální chybou. Adsorpční kapacita N ? RFB pro methylenovou modř nebyla stanovena kvůli barevné změně roztoku methylenové modři po kontaktu se vzorkem. Z uvedených hodnot je zřejmé, že povrchová oxidace materiálu RFB vždy vedla ke zvýšení adsorpční kapacity pro Cu2+ ionty a methylenovou modř.

Abstract:

This thesis was focused on the study of the effect of surface oxidation on adsorption properties of carbonaceous materials. As the base material was used resorcinol - formaldehyde xerogel, which was oxidised from liquid phase by two different methods. Carbonaceous xerogels were activated by (NH4)2S2O8 and H2SO4 (S ? RFB) and HNO3 and H2O2 mixture (N ? RFB) in order to obtain two samples with different oxidation level. Prepared materials were characterized by Boehm titration, water vapour adsorption (1,1 hm. % for RFB, 8,2 hm. % for S ? RFB and 10 hm. % for N - RFB) and iodine number (461 mg g?1 for RFB, 162 mg g?1 for S ? RFB and 94 mg g?1 for N ? RFB). The adsorption capacities of Cu2+ ions and methylene blue were studied. Langmuir´s model was used for the description of adsorption. The adsorption capacities for Cu2+ ions were 0,06 mmol g?1 for S ? RFB and 0,37 mmol g?1 for N ? RFB. The adsorption capacities for methylene blue were 0,08 mmol g?1 for RFB and 0,11 mmol g?1 for S ? RFB. The adsorption capacity of RFB for Cu2+ ions was not determined, because RFB had almost zero adsorption capacity for Cu2+ ions during the kinetic study and obtained results were burdened by a high experimental error.The adsorption capacity of N ? RFB for methylene blue was not determined, because the solution of methylene blue changed the colour after contact with the sample N ? RFB. We can see that adsorption capacities for methylene blue and Cu2+ ions were increased after oxidation.

Keywords

Uhlíkaté xerogely, oxidace, adsorpce, Cu2+ ionty, methylenová modř

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 6. 2016

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Gabriela Hotová

University of Ostrava

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Chemistry / Chemistry