Adsorpcja acetonu na materiałach ilastych

Transkrypt

1 Iżyiria i Ochroa Środowiska 205, t. 8, r 2, s Irusz PLIŚ, Magdala WARZYBOK 2, Waldmar PROKOP Roma PETRUS 3, Jolata WARCHOŁ 2 OTTO Egirig Polska Sp. z o.o. ul. Połoińska 5, Rzszów 2 Politchika Rzszowska, Wydział Budowictwa i Iżyirii Środowiska Zakład Oczyszczaia i Ochroy Wód, al. Powstańców Warszawy 2, Rzszów 3 Politchika Rzszowska, Wydział Chmiczy, Katdra Iżyirii Chmiczj i Procsowj al. Powstańców Warszawy 2, Rzszów -mail: jwarchol@prz.du.pl Adsorpcja actou a matriałach ilastych Clm iijszj pracy było porówai adsorpcji par actou a węglu aktywym i aturalych adsorbtach opartych a btoici. Naturaly btoit poddao chmiczj modyfikacji poprzz dalumiację kwasm HCl, wymiaę joową solami: chlorkim czu (CsCl) i bromkim ttramtyloamoiowym (TMA-Br) oraz itrkalację. Otrzyma adsorbty zastosowao do adsorpcji par actou. Badaia przprowadzoo w warukach kolumowych w spcjali do tgo clu zbudowaj istalacji laboratoryjj, składającj się z butli zawirającj miszaię par actou w azoci o daym stężiu, kolumy wypłioj badaym adsorbtm, przpływomirza oraz aalizatora stężń. Pomiar stężia actou a wyloci z kolumy wykoao (o-li) tchiką chromatografii gazowj. Badaia przprowadzoo w tmpraturz otoczia pod ciśiim atmosfryczym dla wjściowgo stężia actou rówgo 200 ppm. Na matrial modyfikowaym TMA-Br wyzaczoo izotrmę adsorpcji, którą wykorzystao do modlowaia rówowagi adsorpcji. Zastosowao rówaia mpirycz dwu-, trój- i cztroparamtrow. Słowa kluczow: adsorpcja, acto, btoit, modyfikacja chmicza, itrkalacja Wstęp Acto jst rozpuszczalikim orgaiczym szroko stosowaym w przmyśl do produkcji farb i lakirów oraz do czyszczia arzędzi. Zaliczay jst do grupy lotych związków orgaiczych (LZO), któr odpowidzial są m.i. za zmiay klimatycz i dgradację środowiska aturalgo. Zgodi z dyrktywą UE oraz Rozporządzim Miistra Środowiska, dopuszczaly poziom misji LZO do powitrza, w przlicziu a całkowity węgil orgaiczy (CWO), ustaloy jst dla poszczgólych typów istalacji przmysłowych. Stadardy misyj w zalżości od prowadzogo procsu tchologiczgo zawirają się w graicach od 20 do 50 mg/m 3 [, 2]. Obci około 0% istalacji przmysłowych do rdukcji/limiacji zaiczyszczń w gazach odlotowych stosuj tchiki adsorpcyj. Jst to wysokosprawy, a zarazm prosty pod względm aparaturowym procs, który zapwia usuięci większości zaiczyszczń awt w przypadku iskich stężń. Poprawa

2 234 I. Pliś, M. Warzybok, W. Prokop, R. Ptrus, J. Warchoł waruków koomiczych procsu wymaga poszukiwaia fktywych, taich matriałów adsorpcyjych. Ich przdstawicilm jst skała btoitowa, w którj skład wchodzi m.i: motmorilloit, illit i kaoliit. Z względu a domiujący jo obcy w przstrzi międzypakitowj btoity mogą występować w formi potasowj, wapiowj lub sodowj. Btoity sodowo-wapiow wydobywa są m.i. w USA, Grcji, Australii, Idiach, Rosji i a Ukraii [3]. Na skalę przmysłową stosowa są w wirtictwi do stabilizowaia wircoych otworów jako spoiwo w procsach tworzia tabltk, pastylk i pltów oraz w rolictwi jako podsypka dla zwirząt hodowlaych. Możliwość zastosowaia btoitów do oczyszczaia gazów odlotowych uwarukowaa jst ich spcyficzą budową i właściwościami adsorpcyjymi. Ich powirzchia adsorpcyja (od 5 do 00 m 2 /g) jst stosukowo iska w porówaiu do kowcjoalych adsorbtów, tj. węgli aktywych [4, 5]. Aby zwiększyć pojmość adsorpcyją matriałów ilastych, stosuj się róż modyfikacj chmicz. Skutkim dalumiacji kwasowj jst uzyskai struktury o większj porowatości iż matriał wyjściowy, przz co zwiększa się powirzchia adsorpcyja matriału ilastgo. Z koli podstawii katioów wymiych obcych w strukturz międzypakitowj jom o dużych rozmiarach powoduj zwiększi odlgłości między pakitami. W t sposób powirzchia wwętrza btoitu staj się dostępa dla dużych orgaiczych molkuł. Prfrcyja adsorpcja dla katioów jdowartościowych malj w szrgu [6]: TMA + > Cs + > Rb + > K + > Na + > Li + Efktywość modyfikacji uwarukowaa jst stężim odpowidij soli. Wartość ta powia być wilokrotością całkowitj pojmości joowymij (CEC) matriału btoitowgo.. Część ksprymtala.. Matriały do badań Do badań zastosowao aturaly mirał btoitowy (B) oraz węgil aktywy (WA) dostarczo przz firmę BioDrai. Spcyfikację WA przdstawioo w tabli. Tabla. Spcyfikacja węgla aktywgo (loco product) Tabl. Spcificatio of activ carbo (aftr producr) Paramtr Wartość A BET, m 2 /g 00 Wilgotość, % Zawartość popiołów, % 6 Gęstość pozora, kg/m 2 480

3 Adsorpcja actou a matriałach ilastych 235 Skład miraly adsorbtu (B) wyzaczoo a podstawi aalizy XRD (dyfraktomtry Philips X prt APD i Thrmo XTRA). Idtyfikacja faz przprowadzoa w oparciu o bazę ICDD PDF-2, rkomdowaą przz IZA oraz ICA, jst astępująca: illit i smktyt 8%, trydymit 6%, kwarc 5%, skalń potasowy 4%, plagioklazy 2%, kalcyt 2%. Całkowitą pojmość katioowymią (CEC) wyzaczoo poprzz wymiaę joową Na + /Ca 2+. W tym clu przygotowao formę homojoową matriału. Procs polgał a podstawiiu katioów wymiych w przstrzi międzypakitowj a jo Na +. Formę homojoową (Na + ) uzyskao, kotaktując matriał z 3% roztworm NaCl. Następi matriał w formi Na + poddao działaiu roztworu CaCl 2. Ilość wymiioych joów Na + ozaczoo tchiką absorpcyjj spktroskopii atomowj (ASA). Pomiary powtórzoo kilkakroti, uśrdiając otrzyma wartości (błąd < 2,5%) CEC [7]. Zwętrzą pojmość katioowymią (ECEC) wyzaczoo, kotaktując formę Na + matriału z roztworm hksamiy kobaltowj. Z względu a rozmiar jou hksamiy moż oa podstawić joy Na + zlokalizowa a powirzchi zwętrzj matriału. Ilość wymiioych katioów obliczoo z bilasu masowgo, wyzaczając mtodą spktroskopową stężi hksamiy kobaltowj w roztworz ad badaym matriałm. Aalizę rozkładu mikroporów oraz pomiar powirzchi BET wyzaczoo mtodą adsorpcji fizyczj azotu w tmpraturz 96 C (Micromtrics ASAP 2420). Otrzyma wartości zamiszczoo w tabli 2. Tabla 2. Właściwości fizykochmicz btoitu surowgo (B) Tabl 2. Physical ad chmical proprtis of raw btoit (B) CEC ECEC A BET mval/00 g mval/00 g m 2 /g 73,62 78,93 55,25.2. Dalumiacja btoitu Matriał wyjściowy (B) traktowao 2 M roztworm HCl (cz.d.a. firmy Hoywll) w proporcji 0 g a 400 ml kwasu w 80 C przz 6 godzi. Po tym czasi próbkę odwirowao z admiaru kwasu, a astępi przmywao wodą dmiralizowaą do uzyskaia ph obojętgo. Próbkę suszoo w tmpraturz 00 C. Otrzymay adsorbt ozaczoo jako B-HCl..3. Modyfikacja joami Procs wymiay joowj polga a kilkukrotym kotakci matriału z roztworm soli (CsCl cz.d.a. lub TMA-Br o czystości mi. 98% firmy Sigma-Aldrich), zawirającym żąday katio w stężiu zaczi przkraczającym CEC matriału. Dla jou Cs + przyjęto 5-kroty admiar, atomiast dla jou TMA + przyjęto 2-kroty admiar. Próbki btoitu (B) kotaktowao około 2 godzi z roztworm daj soli. Czas t wydłużoo do 4 godzi po dwukrotj wymiai roztwo-

4 236 I. Pliś, M. Warzybok, W. Prokop, R. Ptrus, J. Warchoł rów soli. Następi admiar soli usuięto, umiszczając matriał w workach do dializy i prowadząc procs dializowaia przz 5 di. Wodę djoizowaą wymiiao kilka razy a dziń. Stężi joów chlorkowych badao mtodą Mohra. Wysuszo adsorbty (w tmpraturz 00 C) ozaczoo jako B-Cs i B-TMA. Powirzchię właściwą obu matriałów wyzaczoo aalogiczi jak w przypadku matriału surowgo (B)..4. Itrkalacja Pirwszym tapm procsu itrkalacji było kotaktowai surowgo matriału z roztworm bromku hksadcylotrimtyloamoiowym (HDTMA-Br cz.d.a. o czystości 98% firmy Sigma-Aldrich) przy wykorzystaiu miszadła mchaiczgo. Procs prowadzoo przz 4 godziy w podwyższoj tmpraturz. Na podstawi poprzdich badań ustaloo optymal stężi katioów HDTMA + w odisiiu do CEC, staowiąc 2-kroty admiar. Po zakończiu procsu matriał płukao 3-kroti przz dkatację 00 ml gorącj wody djoizowaj w clu odmycia iprzragowago HDTMA-Br. Następi do suspsji matriału w wodzi djoizowaj dodao miszaiy dodcyloamiy (DDA) i ttratylokrzmiau (TEOS). Całość miszao przz 2 h w podwyższoj tmpraturz przy wykorzystaiu miszadła mchaiczgo. Po zakończiu procsu zlao admiar DDA i TEOS zawiszoych w wodzi, astępi adsorbt płukao 0-kroti gorącą wodą djoizowaą (po 00 ml) i jdokroti gorącą miszaią wody djoizowaj i taolu (96%) w stosuku :. Ostatim tapm modyfikacji adsorbtu była kalcyacja (550 C, 8 h) prowadzoa w clu wypalia części orgaiczj [8, 9]. Otrzymay adsorbt ozaczoo jako B-it..5. Adsorpcja par actou Adsorpcję par actou (miszaia actou w azoci o stężiu 200 ppm firmy AirLiquid) przprowadzoo w warukach przpływowych w spcjali do tgo clu zbudowaj istalacji laboratoryjj. Schmat aparatury do badań rówowagi adsorpcji przdstawioo a rysuku. Azot z domiszką par actou o daym stężiu przpuszczay był przz kolumę adsorpcyją wypłioą odpowidim złożm adsorpcyjym (3). Na zaworz (2) ustawiay był odpowidi przpływ miszaiy. Przpływ kotroloway był za pomocą przpływomirza (4), a stężi gazu opuszczającgo kolumę moitorowao o-li cykliczi, pobirając próby a chromatograf gazowy (Thrmo Scitific TRACE 300 GC z kolumą TR-5). Do adsorpcji par actou użyto około 0,5 g próbki adsorbtów B, B-Cs, B-TMA, B-HCl, B-it oraz WA, któr wczśij suszoo przz godzię w tmpraturz 50 C. Gaz o odpowidim stężiu i o zadaj objętościowj prędkości przpływu kirowao do kolumy wypłioj badaym adsorbtm. Stężi actou w strumiiu azotu wyosiło 200 ppm. Tmpratura adsorpcji wyosiła 25 C. Pro-

5 Adsorpcja actou a matriałach ilastych 237 cs prowadzoo do momtu wysycia kolumy (C/C i = ). Ilość zaadsorbowago actou (q ) wyliczao przz całkowai pola ad wykrsm krzywj przbicia C = f(t), (C i, C - stężi odpowidio a wloci i wyloci kolumy). Rys.. Schmat aparatury do badań adsorpcji LZO: butla, 2 - zawór rgulujący przpływ; 3 - koluma adsorpcyja, 4 - przpływomirz Fig.. Apparatus schma for xprimtal studis of Volatil Orgaic Compouds (VOC) adsorptio: - bottl, 2 - flow cotrol valv, 3 - adsorptio colum, 4 - flowmtr Izotrmę adsorpcji actou a B-TMA wyzaczoo mtodą grawimtryczą (IGA-002 Hid Isochma, Wilka Brytaia). Próbkę matriału odgazowao i situ w próżi rzędu 0 6 Pa przz okrs 8 godzi. Pomiar izotrmy adsorpcji wykoao w tmpraturz 30 C [0]. 2. Omówii wyików Wartości wyzaczoych rówowagowych stężń actou w fazi stałj (q ) dla stężia wlotowgo (C i ) rówgo 200 ppm porówao a rysuku 2. Jak widać, matriał imodyfikoway (B) ma zaczi mijszą pojmość adsorpcyją względm actou iż matriały modyfikowa. Wyzaczoy szrg fktywości adsorpcji actou jst astępujący: B-it > B-TMA > B-Cs > B-HCl > B. Najmijszy wzrost fktywości adsorpcji actou (2-kroty) uzyskao dla matriału poddago dalumiacji kwasowj. Procs t przbiga w dwóch tapach. Pirwszym tapm jst wymiaa katioów wymiych a joy H +, a astępi z struktury ługowa są joy mtali (F 3+, Al 3+, Mg 2+ ). Efktm modyfikacji jst mikroporowata krzmioka o powirzchi m 2 /g o bardzo iskij wartości CEC []. Zwiększi pojmości adsorpcyjj spowodowa było zwiększim porowatości matriału, czyli powirzchi właściwj. Większy wzrost (7-kroty) fktywości adsorpcji actou uzyskao dla matriału modyfikowago joami Cs +. Katioy Cs + posiadają iską rgię hydratacji i duży promiń joowy, przz co zmijsza się zawartość wody w przstrzi międzypakitowj i astępuj odsłoięci bardzij hydrofobowj powirzchi siloksaowj poprzz zmijszi otoczki hydratacyjj katiou. Na rysuku 3 zauwa-

6 238 I. Pliś, M. Warzybok, W. Prokop, R. Ptrus, J. Warchoł żyć moża, ż podczas wymiay joowj a katioy Cs + wartość powirzchi właściwj i zmiia się w sposób zaczący. Dla matriału modyfikowago joami TMA + uzyskao 9-kroty wzrost fktywości adsorpcji actou. Zaadsorbowa w przstrzi międzypakitowj katioy TMA + powodują rozsuięci warstw mirału, ułatwiając dostęp adsorbowaym cząstczkom do powirzchi wwętrzj. Skutkim tgo procsu jst wzrost powirzchi właściwj (rys. 3). Poiważ wprowadzo katioy posiadają mijszą otoczkę hydratacyją iż katioy występując w surowym miral, po wymiai joowj zmijsza się ilość cząstczk wody, któr utrudiały adsorpcję actou. Rys. 2. Porówai fktywości adsorpcji badaych adsorbtów Fig. 2. Adsorptio fficicy compariso of xamid adsorbts Rys. 3. Porówai powirzchi właściwj badaych adsorbtów Fig. 3. Surfac ara compariso of xamid adsorbts Największą skutczość w wzrości fktywości adsorpcji actou uzyskao dla adsorbtu itrkalowago. Podczas kotaktowaia matriału z surfaktatm pakity matriału ilastgo ulgają rozsuięciu, zwiększając tym samym właściwości adsorpcyj matriału. Dodatk krzmiau oraz surfaktatu pomociczgo skutkuj utrwalim struktury powstałj w trakci pirwszgo tapu modyfikacji.

7 Adsorpcja actou a matriałach ilastych 239 Kalcyacja powoduj usuięci surfaktatu główgo i pomociczgo, a w koskwcji wytworzi struktury porowatj, dzięki czmu matriał itrkaloway posiada więcj mikroporów i mzoporów oraz charaktryzuj się większą powirzchią właściwą w porówaiu z matriałm surowym. Jak łatwo zauważyć a rysuku 2, stosując róż mtody modyfikacji, i udało się uzyskać pojmości adsorpcyjj większj od WA. Jdak odpowidio dobraa mtoda modyfikacji btoitu pozwoliła a otrzymai adsorbtu charaktryzującgo się stosukowo wysoką pojmością adsorpcyją względm par actou. Wilkość pojmości adsorpcyjj zalży w dużj mirz od powirzchi właściwj (A BET ) adsorbtu. Różica w wartości A BET WA i B-TMA jst 0-krota, atomiast różica w fktywości adsorpcji zaldwi 2-krota. Zatm o adsorpcji actou a modyfikowaym btoici dcyduj i tylko wilkość A BET, al takż charaktr chmiczy adsorbtu. 3. Obliczia modlow Dla adsorbtu B-TMA wyzaczoo izotrmę adsorpcji w tmpraturz 30 C dla zakrsu prężości par actou od 0 do 0,5 P/P 0. Uzyska stężia rówowagow actou w fazi stałj (q ) i w fazi gazowj (P/P 0 ) wykorzystao do modlowaia rówowagi adsorpcji. Wyzaczoa izotrma staowi typ I wdług klasyfikacji BDDT [2]. Do modlowaia zastosowao rówaia mpirycz dwu-, trój- i cztroparamtrow zamiszczo w tabli 3. Tabla 3. Rówaia wykorzysta do modlowaia rówowagi Tabl 3. Equatios usd i procss quilibrium modllig Modl Lagmuir Frudlich Rdlich-Ptrso Lagmuir- Frudlich q q Rówai q m K LC = + K C q = K F L C F q K C q= + q m = + m R R K RC LF ( K LFC) ( K C ) LF 2 Dubii-Radushkivich lgq = lgq lg ( K C ) Marczwski-Jaroic m q m = + LF D D mm ( K MC) ( K C ) M gdzi: K - stała rówowagi, q m - maksymala pojmość adsorpcyja, mmol/g, q - stężi rówowagow w fazi stałj, mmol/g, C = P/P 0 - stężi rówowagow w fazi gazowj, Pa/Pa,, m - współczyiki korkcyj q M

8 240 I. Pliś, M. Warzybok, W. Prokop, R. Ptrus, J. Warchoł Estymacj paramtrów rówań przprowadzoo mtodą iliiowj rgrsji z wykorzystaim algorytmu Lvbrga-Marquardta. Do ocy jakości dopasowaia użyto astępujących tstów: Tst Fishra (TF): TF = q q ( ),i i= i=,i ( ) ( q,i q,obl) i= 2 2 () Błąd śrdi (ME): q 00 (2) q obl,i ME(%) = 00 i= Aproksymacja odchylia stadardowgo (σ):,i σ = ( q,i q,obl) i= l 2 (3) gdzi: q,i - wyzaczoa wartość stężia rówowagowgo, q obl,i - obliczoa wartość stężia rówowagowgo, - liczba puktów, l - liczba stymowaych paramtrów. Wyzaczo wartości paramtrów rówań wraz z tstami statystyczymi zamiszczoo w tabli 4. Tabla 4. Wartości tstów statystyczych i paramtrów modli; wartość ksprymtala q m,xp =,62 mmol/g Tabl 4. Valus of statistical fuctios ad modl paramtrs; xprimtal valu q m,xp = =.62 mmol/g Modl K Paramtry q m mmol/g Fukcj statystycz m TF ME σ Lagmuir 373,23, ,653 7,44 0,742 Frudlich,7675-5, ,8 2,830 0,0286 Rdlich-Ptrso 5444,0,737 0, ,9,865 0,0220 Lagmuir-Frudlich 0, ,5824 0,902-3,7 2,875 0,0290 Dubii-Radushkvich 0,0005 2,7854 0,056-90,82 3,006 0,0349 Marczwski-Jaroic 0, ,926 5,3602 0,679 22,2 2,830 0,030

9 Adsorpcja actou a matriałach ilastych 24 Aaliza daych zamiszczoych w tabli 4 wskazuj, ż wyzaczo wartości paramtrów dla różych modli zacząco różią się od sibi. Porówując da ksprymtal adsorpcji actou z krzywymi modlowymi (rys. 4), moża zauważyć, ż ajgorsz dopasowai uzyskao dla modlu Lagmuira. Pozostał krzyw modlow mają bardzo zbliżoy przbig. Najlpsz dopasowai dla modlu Rdlicha-Ptrsoa potwirdzają wartości tstów statystyczych. Rówiż dla tgo modlu otrzymao ajlpsz przybliżi wartości maksymalj pojmości adsorpcyjj wyzaczoj ksprymtali (q m,xp ). Wartość paramtru sugruj htrogiczość powirzchi adsorbtu B-TMA i/lub adsorpcję wilowarstwową. a) b) Rys. 4. Modlowai rówowagi adsorpcji actou a B-TMA: a) rówaia dwui cztroparamtrow, b) rówaia trójparamtrow Fig. 4. Equilibrium modls of acto adsorptio oto B-TMA: a) two- ad four-paramtric quatios, b) thr-paramtric quatios Podsumowai Chmicza modyfikacja btoitu powoduj wzrost powirzchi właściwj, czgo skutkim jst większa fktywość adsorpcji par actou. Efktywość adsorpcji actou a badaych adsorbtach malała w astępującj koljości:

10 242 I. Pliś, M. Warzybok, W. Prokop, R. Ptrus, J. Warchoł WA > B-it > B-TMA > B-Cs > B-HCl > B Największa fktywość adsorpcji uzyskaa dla matriału itrkalowago jst wyikim powiększia przstrzi międzypakitowj pod wpływm katioów orgaiczych (HDTMA + ). O fktywości adsorpcji dcyduj i tylko wilkość powirzchi adsorpcyjj, al rówiż powiowactwo adsorbtu do adsorbatu. Wyiki przprowadzoych obliczń modlowych wskazują, ż ajlpszy opis rówowagi adsorpcji par actou a btoici modyfikowaym joami TMA + uzyskao dla modlu Rdlicha-Ptrsoa. Rówiż dla tgo modlu otrzymao ajlpsz przybliżi wartości maksymalj pojmości adsorpcyjj wyzaczoj ksprymtali (q m,xp ). Wartość paramtru sugruj htrogiczość powirzchi adsorbtu B-TMA i/lub adsorpcję wilowarstwową. Podziękowaia Badaia do iijszj pracy wykoao w ramach projktu współfiasowago przz UE r UDA-POIG /-00 Iowacyja Gospodarka. Litratura [] Parlamt Europjski i Rada Uii Europjskij. Dyrktywa Parlamtu Europjskigo i Rady w sprawi misji przmysłowych (zitgrowa zapobigai zaiczyszcziom i ich kotrola) z dia 24 listopada 200. [2] Rozporządzi Miistra Środowiska z dia 22 kwitia 20 r. w sprawi stadardów misyjych z istalacji. [3] Odom I.E., Smctit clay mirals: Proprtis ad uss, Philos. T. Roy. Soc. A. 984, 3, 57, [4] Ayodl O.B., Hamd B.H., Sythsis of coppr pillard btoit frrioxalat catalyst for dgradatio of 4-itrophol i visibl light assistd Fto procs, J. Id. Eg. Chm. 203, 9, 3, [5] Elkhalifah A.E.I., Maitra S., Bustam M.A., Murugsa T., Effcts of xchagd ammoium catios o structur charactristics ad CO2 adsorptio capacitis of btoit clay, App. Clay Sci. 203, 83-84, [6] Brgaya F., Thg B.K.G., Lagaly G., Hadbook of Clay Scic: Catio ad Aio Exchag, Elsvir Ltd., Lodo [7] Drkowski A., Fraus W., Bra E., Czímrová A., Proprtis ad pottial applicatios of zolitic matrials producd from fly ash usig simpl mthod of sythsis, Powdr Tchol., 2006, 66,, [8] Qu F., Zhu L., Yag K. Adsorptio bhaviors of volatil orgaic compouds (VOCs) o porous clay htrostructurs (PCH), J. Hazard. Matr. 2009, 70, 7-2. [9] Nus C.D., Pirs J., Carvalho A.P., Jos Calhorda M., Frrira P., Sythsis ad charactrisatio of orgao-silica hydrophobic clay htrostructurs for volatil orgaic compouds rmoval, Micropor. Msopor. Mat. 2008,, [0] Nastaj J., Alksadrzak T., Adsorptio isothrms of watr, propa-2-ol, ad mthylbz vapors o grad 03 silica gl, sorboorit 4 activatd carbo, ad HiSiv 3000 zolit, J. Chm. Eg. Data 203, 58, 9,

11 Adsorpcja actou a matriałach ilastych 243 [] Tmuuji J., Okada K., MacKzi K.J.D., Prparatio of porous silica from vrmiculit by slctiv lachig, Appl. Clay. Sci. 2003, 22, 4, [2] Bruaur S., Th Adsorptio of Gass ad Vapours, Pricto Uivrsity, Pricto 945. Acto Adsorptio oto Clay Mirals Th aim of th prst work was to compar adsorptio of acto vapors o activatd carbo ad atural adsorbts basd o btoit. Natural btoit was chmically modifid by acidic dalumiatio usig HCl, by catioic xchag with csium chlorid (CsCl) ad ttramthylammoium bromid (TMA-Br) salts ad by itrcalatio. Thr wr dtrmid basic physical ad chmical proprtis of th adsorbts ad th ivstigatio for acto adsorptio capacity was carrid out. For comparativ purposs, also activ carbo (AC) was tstd. Th rsarch was ralizd i a slf-mad systm cosistig of a bottl with acto-itrog mixtur with giv coctratio, fixd-bd colum with tstd adsorbt, flowmtr ad coctratio aalyzr. Coctratios o colum ilt ad outlt wr moitord o-li usig gas chromatography tchiqu. Th tsts wr implmtd o 0.5 g sampls of activ carbo, atural btoit (B) ad four modifid btoits: o tratd with hydrochloric acid (B-HCl), two modifid with Cs + ad TMA + catios (B-Cs, B-TMA) ad o itrcalatd. Sampls wr prviously drid at 50 C for o hour. Th tsts wr prformd for atmosphric prssur, ambit tmpratur ad ilt acto coctratio of 200 ppm. Th amouts adsorbd by xamid matrials wr calculatd with itgral mthod o th basis of obtaid brakthrough curv. No-modifid btoit (B) had much lowr acto adsorptio capacity tha modifid os. Th dtrmid acto adsorptio capacity followd th ordr: B-it > B-TMA > B-Cs > B-HCl > B. Usig spcific mthod of chmical modificatio, th acto adsorptio capacity lvl compard to AC was rachd. Surfac ara (A BET) of AC was 0-tims gratr tha A BET of B-TMA, but i compariso with B-TMA th adsorptio capacity of AC was oly doubld. Thrfor, A BET should ot b th oly factor dtrmiig acto adsorptio oto modifid btoit, but also chmical charactr of th adsorbt surfac ought to b tak ito cosidratio. Th isothrm for B-TMA was xamid i th tmpratur of 30 C for vapor prssur rag of 0 to 0.5 P/P 0. I ordr to prform modlig of adsorptio quilibrium, thr wr usd obtaid quilibrium coctratios of acto i solid ad gasous stat. Two-, thr- ad four-paramtric mpirical quilibrium modls wr applid. Th o-liar curv fittig was carrid out usig th Lvbrg-Marquardt algorithm. Th rlatioship btw two variabls (xprimtal ad thortically prdictd) was assssd by th Fishr tst, th ma rror ad th approximatio of stadard dviatio. Th bst critria valu of statistical tsts provd that th bst approximatio of xprimtal data was obtaid for th Rdlich-Ptrso modl. Morovr, this modl rflctd th bst approximatio of xprimtally obtaid maximum adsorptio capacity valu (q m,xp). Th valu of paramtr ( ) implid htrogity of th B-TMA adsorbt surfac ad/or multilayr adsorptio. Kywords: adsorptio, acto, btoit, chmical modificatio, itrcalatio