Elimination of volatile organic compounds by adsorption on partially thermally degraded polymers deposited on silica supports

Celem przedstawionej pracy dyplomowej było opracowanie efektywnych adsorbentów par lotnych związków organicznych na bazie krzemionki, modyfikowanej na drodze depozycji poli(alkoholu furfurylowego), a następnie zbadanie wpływu warunków karbonizacji na właściwości teksturalne oraz pojemność sorpcyjną otrzymanych materiałów. Zsyntetyzowano węglowo-krzemionkowe materiały kompozytowe oraz repliki węglowe utworzone w wyniku usunięcia części nieorganicznej kompozytów. Materiały karbonizowano w siedmiu różnych temperaturach z zakresu 250-850°C. Preparaty poddano pomiarom przy wykorzystaniu metody analizy termicznej (TGA) w celu określenia rzeczywistej zawartości zdeponowanego polimeru. Przebadano je ponadto pod kątem właściwości tekstualnych za pomocą niskotemperaturowej sorpcji azotu. Pojemność adsorpcyjną uzyskanych preparatów wyznaczono względem par ketonu metylowo-etylowego (MEK) stosując metodę temperaturowo-programowanej desorpcji. W zasadniczej części pracy przedyskutowano wpływ warunków karbonizacji oraz składu adsorbentów na ich właściwości adsorpcyjne.

The aim of the presented work was to obtain effective adsorbents of volatile organic compounds by modification of mesoporous silica using surface deposition of poly(furfuryl alcohol), as well as to investigate an influence of carbonization conditions on textural properties and adsorption capacity of the prepared materials. The carbon-silica composites and carbon replicas (obtained by a removal of inorganic part of composites) were synthesized. The materials were carbonized at seven different temperatures in the range 250-850°C. The obtained materials were studied by thermal analysis in air atmosphere in order to determine the real amount of deposited polymer. Furthermore, their textural properties were defined by means of low temperature sorption of N2. The adsorption capacity of the prepared samples was determined with respect to methyl-ethyl ketone vapor (MEK) using temperature-programmed desorption technique. In the main part of the work the influence of carbonization conditions and adsorbent composition on the adsorption efficiency was discussed.