Conversion of Alexandriya Brown Coal Into Microporous Carbons Under Alkali Activation

We studied the pore structure of activated carbons (ACs) formed during the thermolysis of Aleksandriya brown coal (Ukraine), which was preliminary impregnated with alkali metal hydroxides, МОН with M being Li, Na, or K. We explored how pore structure parameters such as surface area, a total pore volume, meso- and micropore volume are modified with changing processing parameters such as temperature, an alkali/coal ratio (up to 2 g/g) and the nature of alkali cation. We also determined pore size distribution for meso- and micropores and compared all the three hydroxides as to their effect on porosity development. The formation of microporous structure is evidenced on heating a KOH-impregnated coal (1 g/g) from 400 to 800 0С: a surface area rises from 13 to 1005 m2/g, while a micropore volume fraction increases from 1 to 68 % of the total pore volume. Microporous carbon is formed at 800 0C over 1 hin a yield of 30 %with SBET=1005 m2/g, a total pore volume of 0.55 cc/g and a micropore volume of 0.38 cc/g. The total pore volume grows monotonously in the range LiОН<NaОН<KОН. Potassium hydroxide is found to promote microporosity development, whereas both LiOH and NaOH (at 18 mmol/g) act as inhibitors for micropore growth.Была изучена пористая структура активированного угля (АУ), полученного термолизом бурого угля Александрийского месторождения (Украина), предварительно импрегнированного гидроксидом щелочного металла, МОН, где M = Li, Na, K. Было изучено, как меняются удельная поверхность, суммарный объем пор, объемы мезо- и микропор с изменением параметров процесса, таких как температура, соотношение щелочь/уголь (до 2 г/г) и природа катиона. Также было установлено распределение мезо- и микропор по размерам и влияние разных щелочей на развитие пористости. Очевидно, что микропористая система развивается при нагревании (от 400 оС до 800 оС) угля, импрегнированного КОН: удельная поверхность возрастает от 13 до 1005 м2/г, тогда как доля микропор увеличивается с 1 до 68 % общего объема пор. Микропористый материал формируется при 800 оС за 1 ч с выходом 30 %, удельной поверхностью 1005 м2/г, общим объемом пор 0,55 см3/г и объемом микропор 0,38 см3/г. Суммарный объем пор растет монотонно в ряду LiОН<NaОН<KОН

AGROECOLOGICAL EFFICIENCY OF SEWAGE SLUDGE AND VERMICOMPOST IN AGROCENOSES OF CULTIVATED OAT

Aim. The article suggests research on biotransformation of sewage sludge from treatment facilities in the city of Ryazan into organomineral fertilizer. An ecological analysis of the efficiency of fertilizer use in oat cultivation is proposed. Methods. Determination of growth and development indices of plants, structure of the oats crop of the Skakun variety, agrochemical indices of the soil. Results. Analyzed the effect of sewage sludge and vermicomposts, which are the basis for the cultivation of oats (Avena sativa) on organic soils (peat-mineral soil) which forms favorable conditions for the development of plants and the formation of high productivity of the crop, ensuring the production of ecologically safe grain products. Conclusion. The effect of the dehydrated sewage sludge and vermicomposts from the biological treatment plant in the city of Ryazan on the productivity of the Skakun oat has been revealed. The use of sewage sludge and vermicomposts is marked by an increase in the elements of the crop structure of the grain crop, as a consequence, by an increase in the bioproductivity of the phytocenosis, which indicates the advisability of using sewage sludge as a fertilizer

Influence of Chemical Activation Temperature on Forming Pore Structure of Adsorbents from Brown Coal

Исследовано влияние температуры химической активации (400-800 ºС) на характеристики пористой структуры адсорбентов, полученных из александрийского бурого угля, импрегнированного гидроксидом калия при весовом соотношении КОН/уголь 1 г/г. Характеристики рассчитаны на основании изотерм низкотемпературной (77 К) адсорбции-десорбции азота. Получены температурные зависимости величин удельной поверхности, суммарного объема пор, объемов мезо- и микропор, а также пор диаметром до 1 нм. Установлено, что КОН промотирует развитие поверхности (до 1000 м2/г и выше) и формирование пористой системы во всем температурном интервале. В области 400-600 ºС микро- и мезопоры формируются только за счет реакций угля со щелочью. При температурах 700-800 ºС наблюдается преобладающее образование микропор за счет подавления формирования мезопор. Максимальный объем пор диаметром до 1 нм (0,49 см3/г) достигается при 800 ºС и составляет 84 общего объема пор.It was studied an influence of chemical activation temperature (400-800 ºС) on pore structure characteristics of adsorbents prepared from Alexandria brown coal impregnated by potassium hydroxide under the 1 g/g KOH/coal weight ratio. Characteristics were calculated on low temperature (77 K) nitrogen adsorption-desorption isotherms. Temperature dependences of specific surface area, total pore volume, meso- and micropores volumes as well as 1 nm diameter pore volume were obtained. KOH was stated to promote surface area development (up to 1000 m2/g and above) and to form pore structure within the whole temperature range. Within 400-600 ºС range, micro- and mesopores are formed due to coal-alkali reactions only. At 700-800 ºС temperatures, dominant formation of micropores due to suppression of mesopores formation are observed. The maximum 1 nm diameter pore volume (0.49 cm3/g) is reached 84 total pore volume at 800 ºС

Conversion of Alexandriya Brown Coal Into Microporous Carbons Under Alkali Activation

We studied the pore structure of activated carbons (ACs) formed during the thermolysis of Aleksandriya brown coal (Ukraine), which was preliminary impregnated with alkali metal hydroxides, МОН with M being Li, Na, or K. We explored how pore structure parameters such as surface area, a total pore volume, meso- and micropore volume are modified with changing processing parameters such as temperature, an alkali/coal ratio (up to 2 g/g) and the nature of alkali cation. We also determined pore size distribution for meso- and micropores and compared all the three hydroxides as to their effect on porosity development. The formation of microporous structure is evidenced on heating a KOH-impregnated coal (1 g/g) from 400 to 800 0С: a surface area rises from 13 to 1005 m2/g, while a micropore volume fraction increases from 1 to 68 % of the total pore volume. Microporous carbon is formed at 800 0C over 1 hin a yield of 30 %with SBET=1005 m2/g, a total pore volume of 0.55 cc/g and a micropore volume of 0.38 cc/g. The total pore volume grows monotonously in the range LiОН<NaОН<KОН. Potassium hydroxide is found to promote microporosity development, whereas both LiOH and NaOH (at 18 mmol/g) act as inhibitors for micropore growth.Была изучена пористая структура активированного угля (АУ), полученного термолизом бурого угля Александрийского месторождения (Украина), предварительно импрегнированного гидроксидом щелочного металла, МОН, где M = Li, Na, K. Было изучено, как меняются удельная поверхность, суммарный объем пор, объемы мезо- и микропор с изменением параметров процесса, таких как температура, соотношение щелочь/уголь (до 2 г/г) и природа катиона. Также было установлено распределение мезо- и микропор по размерам и влияние разных щелочей на развитие пористости. Очевидно, что микропористая система развивается при нагревании (от 400 оС до 800 оС) угля, импрегнированного КОН: удельная поверхность возрастает от 13 до 1005 м2/г, тогда как доля микропор увеличивается с 1 до 68 % общего объема пор. Микропористый материал формируется при 800 оС за 1 ч с выходом 30 %, удельной поверхностью 1005 м2/г, общим объемом пор 0,55 см3/г и объемом микропор 0,38 см3/г. Суммарный объем пор растет монотонно в ряду LiОН<NaОН<KОН

Influence of Chemical Activation Temperature on Forming Pore Structure of Adsorbents from Brown Coal

Исследовано влияние температуры химической активации (400-800 ºС) на характеристики пористой структуры адсорбентов, полученных из александрийского бурого угля, импрегнированного гидроксидом калия при весовом соотношении КОН/уголь 1 г/г. Характеристики рассчитаны на основании изотерм низкотемпературной (77 К) адсорбции-десорбции азота. Получены температурные зависимости величин удельной поверхности, суммарного объема пор, объемов мезо- и микропор, а также пор диаметром до 1 нм. Установлено, что КОН промотирует развитие поверхности (до 1000 м2/г и выше) и формирование пористой системы во всем температурном интервале. В области 400-600 ºС микро- и мезопоры формируются только за счет реакций угля со щелочью. При температурах 700-800 ºС наблюдается преобладающее образование микропор за счет подавления формирования мезопор. Максимальный объем пор диаметром до 1 нм (0,49 см3/г) достигается при 800 ºС и составляет 84 общего объема пор.It was studied an influence of chemical activation temperature (400-800 ºС) on pore structure characteristics of adsorbents prepared from Alexandria brown coal impregnated by potassium hydroxide under the 1 g/g KOH/coal weight ratio. Characteristics were calculated on low temperature (77 K) nitrogen adsorption-desorption isotherms. Temperature dependences of specific surface area, total pore volume, meso- and micropores volumes as well as 1 nm diameter pore volume were obtained. KOH was stated to promote surface area development (up to 1000 m2/g and above) and to form pore structure within the whole temperature range. Within 400-600 ºС range, micro- and mesopores are formed due to coal-alkali reactions only. At 700-800 ºС temperatures, dominant formation of micropores due to suppression of mesopores formation are observed. The maximum 1 nm diameter pore volume (0.49 cm3/g) is reached 84 total pore volume at 800 ºС