Contribution enthalpic in the interaction of activated carbon with polar and apolar solvents

AbstractA method is presented for calculating the contribution that enthalpies make for every component of mixtures of activated carbon–water and activated carbon–hexane to the immersion enthalpy using the concepts that are used in the solution enthalpies. The immersion enthalpies of microporous activated carbon in water and in hexane have values from −18.97 to −27.21 and −25.23 to −47.89Jg−1, respectively. From the immersion enthalpies and mass relation of the activated carbon in each of the solvents, the differential enthalpies are calculated for the activated carbon in water, HwDIFac, with values between −15.95 and −26.81Jg−1, as are the differential enthalpies for the activated carbon in hexane, ΔHhDIFac, with values between −6.86 and −46.97Jg−1. For a low mass relation of the mixture components the contributions to the immersion enthalpy of the activated carbon and water differ by 3.20Jg−1, while the difference between the contributions of the activated carbon and hexane is 19.41Jg−1

Adsorción de compuestos fenólicos sobre carbones activados modificados químicamente: efecto del sustituyente en el anillo aromático en las interacciones carbón activado-adsorbato

Se estudió la adsorción de Acetaminofén (4-Hidroxiacetanilida) y Ácido Salicílico (Ácido 2- Hidroxibenzoico) desde solución acuosa en tres carbones activados con diferente química superficial, se llevó acabo la adsorción de Fenol en los mismos adsorbentes con el objetivo de comparar el efecto del sustituyente en el proceso de adsorción. Se emplearon tres carbones activados que presentan distinto contenido de grupos oxigenados; un carbónactivado oxidado con HNO3 (CAO), un carbón activado granular (CAG) y un carbón reducido (CAR)a 1173 K, con el objetivo de evaluar el efecto de los grupos funcionales oxigenados en la adsorción de los compuestos de estudio, se determinó que el aumento en el grado de oxidación superficial en el carbón activado desfavorece el proceso de adsorción de los tres compuestos. Debido a la relación que existe entre la adsorción y las interacciones adsorbato-adsorbente se realizó un estudio calorimétrico para estudiar los cambios energéticos entre los solutos y el carbón activado CAR, que corresponde al carbón activado con mayor capacidad de adsorción para el Acetaminofén, Ácido Salicílico y Fenol

Presión de cubrimiento de N2 y CO2 sobre carbones activados. Comparación con propiedades energéticas de la superficie de los sólidos

Se determina la presión de cubrimiento, π, para tres carbones activados obtenidos a partir de cuesco de palma africana por activación física con CO2 a 900 °C para tiempos de activación entre 4 y 10 horas, a partir de isotermas de adsorción de N2 a -196 ºC y CO2 a 0 ºC. Los carbones activados son sólidos microporosos con valores de área superficial entre 795 y 1280 m2g-1 y de volúmenes de microporo entre 0,36 y 0,48 cm3g-1.Los resultados obtenidos para la presión de cubrimientode los adsorbatos sobre los carbones activados seencuentran entre 60 y 139 mN m-1 para el N2 y entre 77 y113 mN m-1 para el CO2. Se determina la entalpía de inmersión de los carbones activados en benceno, con resultados entre 96 y 130 Jg-1, con el propósito de establecer su relación con lapresión de cubrimiento. El carbón activado con los valoresmás altos de área superficial y de entalpía de inmersiónpresenta el menor valor para la presión de cubrimientotanto de nitrógeno como de dióxido de carbono

Adsorción de Fenol en soluciones acuosas empleando monolitos de carbón activado de cáscara de Coco: isotermas y cinéticas de adsorción

En esta investigación se obtuvo carbón activado por activación química con ácido fosfórico (H3PO4) al 85% a partir de material cáscara de Coco, el cual fue conformado en estructuras rígidas de geometrías Monolíticas, especificamente geometrías disco y “panal de abejas” o honeycomb. El carbón activado obtenido fue empleado en la remoción de fenol en soluciones acuosas con concentraciones iniciales entre 10 y 100 mg/L en sistemas batch a temperatura ambiente. Las determinaciones se realizaron mediante espectrofometría UV-Visible. Se analizó el fenomeno de adsorción desde el punto de vista cinético.Tambíen fueron estudiadas las isotermas, empleando diversos modelos. Los modelos de isoterma de adsorción empleados presentaron muy buena correlación con los datos experimentales obtenidos, excepto en la geometria honeycomb con el modelo de Redlich-Paterson, las gráficas obtenidas permiten describir el proceso de adsorción como un proceso de formación de monocapa en la superficie del adsorbente, debido a la forma caracteristica de Isoterma tipo Langmuir presentada para prácticamente todos los modelos de isoterma

Adsorción de dióxido de carbono a diferentes presiones sobre carbones activados obtenidos por activación química

Se preparan carbones activados de tipo granular, obtenidosmediante la activación química pericarpio de palma africana, Elaeis Guineensis, con soluciones de 32 y 48 % de H3PO4, 32 % de ZnCl2 y 3 % de CaCl2 para obtener diferentes estructuras porosas. Se estudió la capacidad de adsorción de dióxido de carbono a presiones de saturación a 273 K y presiones hasta 45 bar y a una temperatura de 298 K, en equipos volumétricos de adsorción, con resultados, para las cantidades máximas de adsorción de CO2, de 180 mg CO2 g-1 a 1 bar y 273 K y de 720 mg CO2 g-1 para 45 bar y 298K. Se establecieron correlaciones entre las característicastexturales de los materiales y la capacidad de adsorción de CO2, obteniéndose una relación proporcional directa para entre los valores de capacidad de adsorción y de área superficial cuando los carbones activados se someten a presión. Los resultados experimentales indicaron que la capacidad de adsorción de CO2 incrementa con el área superficial, volumen total de poro y volumen de microporo.Se determinan las entalpías de inmersión de los carbonesactivados en benceno con valores entre -45 y -78 Jg-1 y alrelacionarlos con la capacidad de adsorción de CO2 presentanun comportamiento similar al que se observa con respecto al área superficial

Estudio de la entalpía de inmersión y de la adsorción de fenoles hidroxilados desde solución acuosa sobre carbón activado

Se determinan las entalpías de inmersión de un carbón activado granular comercial CarbochemTM –PS230, CAG, en función de la cantidad adsorbida de derivados fenólicos hidroxilados, fenol, catecol, resorcinol, hidroquinona y pirogalol en soluciones acuosas, con el fin de caracterizar la interacción sólido-solución acuosa y evaluar la influencia de la posición, del número de hidroxilos en el anillo aromático y la solubilidad de los fenoles en la adsorción sobre el carbón activado. Los resultados muestran una variación en la entalpía de inmersión, que se relaciona conla capacidad de adsorción y que favorece la interacción del resorcinol sobre el carbón activado, con un valor de entalpía de inmersión de 41,00 J·g-1, que permite observar que la intensidad de la interacción cambia en función de la solubilidad y de la contribución del número de sustituyentes hidroxilo en el anillo aromático.

Influencia de la temperatura de activación en las caracteristicas superficiales de carbones activados granulares preparados por impregnación con MgCl2 y CaCl2

Se preparan carbones activados de tipo granular a partir de cuesco de palma africana (Elaeis guineensis) por activaciónquímica con soluciones acuosas de MgCl2 y CaCl2 de diferentes concentraciones y a temperaturas de 773 o 1073 K. Los carbones activados se caracterizan por adsorción física de N2 a 77 K, de las isotermas resultantes se obtienen los parámetros texturales: área superficial y volumen de microporo con valores entre 12 y 501 m2g-1 y 0,002 y 0,21 cm3g-1 respectivamente. Los valores de las entalpías de inmersión de los sólidos en agua se encuentran entre -7,4 y -36,3 Jg-1 y en benceno en un rangoentre -19,4 y -33,9 Jg-1, los resultados muestran que laactivación con las sales MgCl2 y CaCl2 producen carbonesactivados con poros en el rango de los mesoporos quefacilitan la entrada de los adsorbatos.Se realiza la caracterización de la acidez y basicidad totalde los materiales carbonosos con valores entre 18 y 263μmolg-1 y 123 y 3614 μmolg-1 respectivamente, tambiénse determina el pH en el punto de carga cero, pHPZC y losespectros infrarrojo (DR-FTIR) para cada uno de los carbonesactivados preparados

Síntesis de Monolitos de Carbón activado: análisis comparativo entre las características texturales y energéticas determinadas mediante calorimetría de inmersión

Los monolitos de carbón activado tipo disco se prepararon mediante la activación química de cáscara de coco con cloruro de zinc y ácido fosfórico, usados por separado, a diferentes concentraciones, sin el uso de ligantes orgánicos. Las estructuras se caracterizaron por adsorcion de N 2 a 77 K, y calorimetría de inmersión en benceno. Los resultados experimentales mostraron que la activación con cloruro de zinc y ácido fosfórico produce un ámplio desarrollo de porosidad, con volúmenes de microporo entre 0,38 y 0,81 cm 3g-1, área superficial aparente entre 832 y 1546 m 2g-1 y entalpia de inmersión entre 96,4Jg -1 y 167,9 Jg-1. Se establecieron correlaciones entre los parametros texturales y las características energéticas de las muestras

Quality study of ceramic bricks manufacture with clay and ashes from the incineration of municipal solid wastes

This paper presents the main results of the analysis and characterization of bricks manufactured with a clay and ashes mixture in the following proportions: 100:0, 99:1,95:5, 90:10, 80:20 and 60:40 and calcined at a temperaturer anging from 50 to 1100°C. The ashes used for this study were obtained from the bottom and the outlet gases of a Hoffmann-type brick furnace in Tabio, Cundinamarca, Colombia. When the typical coal consumption was substituted in part with incineration of municipal solid wastes (Co-incineration). The clay and ashes bricks were physical and chemical characterized with the following tests: XRaydiffraction (XRD), Fluorescent X-Ray (FXR), Infra RedSpectroscopy (IRS), Thermogravimetry (TG), Differential Thermal Analysis (DTA), Atomic Absorption Spectroscopy(AAS), Scanning Electronic Microscopy (SEM) and Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP) lixiviation tests that were performed according to the EPA 1311 method for the determination of heavy metals. Porosimetry, Cold Absorption, Breaking Load and Strength tests were also carried out to determinate the quality of the bricks. The strength and the breaking load slightly increases with the addition of ashes up to the 90:10 proportion and decreases in the higher ones, whereas the water absorption increases in all the mixtures. This study show that the finished product, manufactured with clay and ashes comply with all the quality standards required in Colombia

Caracterización de carbones activados modificados con agentes quelantes para la adsorción de metales tóxicos en solución acuosa

Se modifica la superficie de un carbón activado microporosocon agentes quelantes adecuados para la adsorción de iones metálicos en solución acuosa con el fin de generar sólidos con capacidad para la remediación de aguas contaminadas. El carbón activado de partida se prepara a partir de la cáscara de Coco, se activa físicamente y se modifica mediante el uso de tres agentes quelantes: ácido cítrico, ácido tartárico y ácido etilendiamino-tetra-acético (EDTA). Los carbones activados modificados se caracterizan por adsorción física de N2 a 77 K, de las isotermas resultantes se obtienen los parámetros texturales: área superficial y volumen de microporo con valores entre 842 y 1171 m2.g-1 y 0,36 y0,47 cm3.g-1 respectivamente. Se determinan entalpías de inmersión de los carbones activados en benceno con valores entre -73,87 y -143,80 J.g-1; los resultados muestran que se producen carbones activados con poros en el rango de los microporos lo cual facilitaría la entrada de los iones metálicos a la estructura carbonosa. Se determinan la densidad de grupos ácidos y básicos totales, el pH en el punto de carga cero, pHPCC, los espectros infrarrojos (DR-FTIR) y análisis para cada uno de los carbones activados modificados. Además se determina la adsorción en fase acuosa de los iones Ni(II), Cd(II) y Co(II) para soluciones de 500 mg.L-1 obteniendo valores para las cantidades adsorbidas entre 22,8 y 30,4mg.g-1 para el Ni(II); entre 22,9 y 33,9 mg