Eliminacja lotnych związków organicznych z powietrza na drodze adsorpcji z użyciem nośnikowych adsorbentów węglowych.

Zaostrzające się normy jakości powietrza, które zobowiązują do usuwania lotnych związków organicznych z gazów odlotowych powodują rozwój metod eliminacji tych zanieczyszczeń. Niniejsza praca magisterska dotyczy badań nad adsorbentami węglowymi otrzymanymi poprzez karbonizację materiałów polimerowych zdeponowanych na mezoporowatym sicie krzemionkowym typu MCM-41.Jako prekursory węgla wykorzystano dwa rodzaje żywic fenolowo-formaldehydowych (nowolakową i rezolową) i dwa poliestry (glikolu etylenowego i kwasu sebacynowego oraz glicerolu i kwasu cytrynowego). Materiały polimeryczne naniesiono na sito MCM-41 metodą impregnacji, a następnie otrzymane prekursory poddano karbonizacji w uprzednio ustalonej optymalnej temperaturze w przepływie argonu przez 4 godziny. Właściwości sorpcyjne karbonizatów były testowane na drodze temperaturowo-programowanej desorpcji (TPD) ketonu metylowo-etylowego (MEK) w zakresie temperatur 50–350°C. Właściwości teksturalne (powierzchnię właściwą SBET, całkowitą objętość porów oraz dystrybucję rozmiarów porów) określono bazując na metodzie niskotemperaturowej sorpcji azotu. Grupy funkcyjne obecne na powierzchni badanych prekursorów oraz karbonizatów zidentyfikowano wykonując pomiary spektroskopowe w podczerwieni techniką DRIFT. Wyniki badań pokazały, że uzyskane preparaty charakteryzują się wysokimi pojemnościami sorpcyjnymi zależnymi od rodzaju użytego prekursora węglowego oraz zawartości węgla. Stwierdzono, iż większą pojemność sorpcyjną wykazują preparaty uzyskane na bazie poliestrów, szczególnie glicerolu i kwasu cytrynowego, co może być związane z większą ilością ugrupowań tlenowych obecnych na ich powierzchni.

The strict air quality standards, which obligate to the removal of the volatile organic compounds from exhaust gases, cause the development of various methods to eliminate these pollutants. The presented work has been focused on the carbon adsorbents obtained by carbonization of polymer materials deposited on the mesoporous silica sieve MCM-41. Two types of phenol-formaldehyde resins (novolac and resol) and two polyesters (ethylene glycol and sebacic acid, glycerol and citric acid) have been used as carbon precursors. The impregnation method was used for the deposition of various contents of polymeric materials on the MCM-41 support. The carbon composites were prepared by carbonization at a predetermined optimum temperature under a flow of argon for 4 hours. The sorption properties of the obtained composites were determined by temperature-programmed desorption (TPD) of methyl–ethyl ketone (MEK) within the temperature range of 50–350°C. The texture properties (BET surface area, total pore volume and pore size distribution) were studied by low-temperature sorption of nitrogen. Functional groups present on the material surface were identified by using the DRIFT-FTIR spectroscopy technique. The collected results have shown that the synthesized adsorbents were characterized by high sorption capacities depending on the kind of carbonizate precursor and the carbon content. It has been found that the samples based on polyesters, especially polyester of glycerol and citric acid, had a higher sorption capacity compared to other materials. This effect could be assigned to the high concentration of oxygen-containing surface groups.