Aktiivihiilen adsorptiokyky

Abstract

TIIVISTELMÄ

Tässä työssä tutkittiin, miten tehokkaasti aktiivihiili adsorboi erilaisia orgaanisia liuottimia sekä epäorgaanisia elektrolyyttejä vesifaasista. Lisäksi tutkittiin aktiivihiilen adsorptiokinetiikkaa sekä regeneroitumiskykyä. Kokeet suoritettiin Satakunnan ammattikorkeakoulun Porin yksikön kemian laboratoriossa.

Omaan työhöni kuului näytteiden valmistus ja analysointi ohjeiden mukaisesti. Arvioin saamiani tuloksia ja tavoitteenani oli selvittää voidaanko aktiivihiiltä käyttää orgaanisten liuottimien ja epäorgaanisten elektrolyyttien adsorboimiseen vesifaasista. Tämän lisäksi tutkin onko mahdollista elvyttää jo kerran käytettyä aktiivihiiltä pesemällä sitä ja miten elvytys vaikuttaa aktiivihiilen adsorptionopeuteen.

Orgaaniset yhdisteet alensivat pintajännitystä yleisesti jo hyvin pienissä pitoisuuksissa; poikkeuksena oli kuitenkin kloroformi. Moottoriöljy laski aluksi pintajännitystä, joka kuitenkin nousi selvästi öljypitoisuuden kasvaessa. Taitekerroinmittausten mukaan sekä sakkaroosi että glukoosi adsorboituivat aktiivihiileen vain hyvin pienissä määrin. Johtokykymittaukset osoittivat, että etikkahappo ja myös suolahappo adsorboituivat jossain määrin aktiivihiileen. Sen sijaan ammoniakin ja muiden epäorgaanisten yhdisteiden adsorptiota ei havaittu.

Todettiin myös, että etikkahapon täydellinen adsorptio vaati huoneen lämpötilassa vähintään 25 min aikaa. Ensimmäisten 10 minuutin aikana ei tapahtunut adsorptiota juuri lainkaan. Aktiivihiili voitiin regeneroida lähes täydellisesti vesipesulla ja kuivaamalla hiili uunissa tunnin ajan 105 C-asteen lämpötilassa.

ABSTRACT

Adsorption characteristics of activated carbon was studied in the laboratory by testing different organic substances and inorganic electrolytes. Adsorption kinetics and regeneration of charcoal were studied as well. Surface tension, electrical coductivity and refraction index were used as analysis methods to define concentration differences of substances.

According to the results retention of organic substances, e.g. ethanol, chloroform and carbon tetrachloride, were much higher compared to inorganic compounds, e.g.ammonia (NH3), as expected. Ammonia didn´t adsorb practically at all on charcoal. Sugar (glucose and saccharose) and carbon tetrachloride gave the best relative adsorption yields.

Surface tension measurement gives a rough estimation of amount of dissolved compound in water. It was also noticed that charcoal can be effectively regenerated by washing with water and heated in oven at 105 C.