Felületkémia és szelektivitás nagyfelületű szeneken
Angol cím
Chemical structure and performance of high surface area carbons
zsűri
Kémia 2
Kutatóhely
Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék (Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem)
résztvevők
Csákiné dr. Tombácz Etelka Novák Csaba
projekt kezdete
2004-01-01
projekt vége
2005-12-31
aktuális összeg (MFt)
4.250
FTE (kutatóév egyenérték)
0.00
állapot
lezárult projekt
Zárójelentés
kutatási eredmények (magyarul)
A hamumentes polimer alapú szeneken vizsgáltuk a felületkémia és a szorpciós tulajdonságok közti kapcsolatot. Morfológiailag igen hasonló, vízmentes és vizes közegben jellemzett oxigén, nitrogén és hidrogén heteroatomot tartalmazó szeneken mind gőz-, mind hígoldat adszorpciós folyamatokban igazoltuk a felület kémiai tulajdonságainak meghatározó jellegét. A felületi tulajdonságok nem csak az egyensúlyt, de a folyamatok sebességét is befolyásolják. Új függvényt vezettünk be a póruskitöltődés nyomonkövetésére és ennek használhatóságát mind poláros, mind apoláros gőzök esetén bemutattuk.
Vizsgáltuk további, elsősorban fém heteroatomok beviteli lehetőségeit polimer alapú szénmátrix kialakításának különböző stádiumaiban. Megállapítottuk, hogy lignocellulóz alapú szenek esetében a Na és Si atomok bevitele (vízüveges módosítás) gyakorlatilag nem befolyásolja a vizsgált szorpciós tulajdonságokat, de kedvezően hat a mechanikai tulajdonságokra.
Amennyiben a fémionok hozzáadása a prekurzor polimer szintézise során ill. a pórusos szerkezet rögzítése (szárítás) előtt történik, a mátrix szerkezete, a fajlagos felület és a pórusszerkezet is jelentősen módosul. Utólagos kezelés esetén a porozitáshoz kapcsolható változásokat elsősorban a pórusok eltömődése okozza.
kutatási eredmények (angolul)
The relationship between surface chemistry and sorption performance was studied on ash-free polymer-based carbons. In carbons that were morphologically similar and contained oxygen, nitrogen and hydrogen hetero atoms, the role of the surface chemistry was demonstrated in sorption processes from both the vapour and the liquid phase. The surface properties influence not only the adsorption equilibrium but play a role in the kinetics as well. A new function was introduced to follow the pore filling. Its applicability was shown for polar and nonpolar vapours.
The possibility of introducing further, mainly metal, heteroatoms was studied at various stages of the carbon synthesis. In the case of lignocellulosic matrices we found that introducing Si and Na atoms (in the form of waterglass) results in improvement of mechanical strength rather than of the adsorption properties.
When metal ions were added to the polymer precursor during the polymerization step or before the drying process, both the morphology and the porosity of the matrix can be severely influenced. Post-carbonization treatment, however, leads to obstruction of the pore entrance and thus a reduction of the accessible porosity.
László K.: Morphology and surface chemistry of chemically treated activated carbons, NATO ASI series, nyomdában, 2005
László K.: Adsorption from aqueous phenol and aniline solutions on activated carbons with different surface chemistry, Colloids and Surfaces A 265(1-3), 32-39, 2005
László K., Onyestyák G., Rochas C., Geissler E.:: Honeycomb Carbon Monoliths from Pinus Sylvestris, Carbon, 43(11), 2402-2405, 2005
László K., Czakkel O., Josepovits K., Rochas C., Geissler E.:: Influence of Surface Chemistry on the SAXS Response of Polymer-Based Activated Carbons, Langmuir 21, 8443-8451, 2005
Czakkel O., Marthi K., Geissler E., László K.:: Influence of Drying on the Morphology of Resorcinol - Formaldehyde-based Carbon Gels, Microporous and Mesoporous Materials, 86(1-3), 124-133, 2005
László K., Podko¶cielny P., D±browski A.:: Heterogeneity of activated carbons with different surface chemistry in adsorption of phenol from aqueous solutions, Applied Surface Science, nyomdában, 2006
K. László, E. Geissler:: Surface Chemistry and Contrast Variation SAXS in Polymer-Based Activated Carbons, Carbon, elfogadva, 2006
K. László, E. Tombácz, Cs. Novák: pH dependent adsorption and desorption of phenol and aniline on basic activated carbon, Carbon, benyújtva, 2006
Krisztina László, Gábor Dobos, György Onyestyák, Erik Geissler: Influence of silicon doping on the nanomorphology and surface chemistry of a wood-based carbon membrane, Carbon, benyújtva, 2006
László K:: Characterization and adsorption properties of polymer based microporous carbons with different surface chemistry, Microporous and Mesoporous Materials 80, 205-211, 2005
László K., Geissler E.:: Effect of Surface Chemistry in Contrast-Modified SAXS of Microporous Carbons, ACS National Meeting, március 26-30. Atlanta meghívott előadás, 2006
László K., Tóth J.:: Characteristic adsorption functions and the surface properties of solid adsorbents, Journal of Colloid and Interface Science, 286(2), 425-432, 2005, 2005
