Нанопористі вуглецеві адсорбенти для очищення води від фенольних сполук
The purpose of the work is to compare the adsorption of phenol (P) and 4-chlorophenol (CP) by activated carbons (ACs) from coals and coking semi-products (CSPs).The ACs with specific surface SDFT = 1009–1547 m2/g were prepared by alkaline activation at a KOH/substrate ratio of 1 g/g (800 °С, 1 h). T...
Saved in:
| Date: | 2025 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2025
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/758 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543964546465792 |
|---|---|
| author | Sabierova, V. О. Таmarkina, Yu. V. Redko, A. V. Kucherenko, V. O. |
| author_facet | Sabierova, V. О. Таmarkina, Yu. V. Redko, A. V. Kucherenko, V. O. |
| author_sort | Sabierova, V. О. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-01-23T12:24:54Z |
| description | The purpose of the work is to compare the adsorption of phenol (P) and 4-chlorophenol (CP) by activated carbons (ACs) from coals and coking semi-products (CSPs).The ACs with specific surface SDFT = 1009–1547 m2/g were prepared by alkaline activation at a KOH/substrate ratio of 1 g/g (800 °С, 1 h). The characteristics of ACs porosity were calculated by nitrogen adsorption – desorption isotherms (–196 °С). The adsorption capacities for P (АP) and CP (АCP) were measured at 25 °C, АC dosage – 1 g/l and concentration 5 mmol/l. The specific adsorption capacities (АP(S), АCP(S)) and the initial adsorption rates of P (VP) and CP (VCP) for the first 5 minutes of adsorption were also determined. The coal and CSP type were established to determine the porosity and adsorption activity of ACs. Adsorption kinetics obeys the pseudo-second order model (R2 ? 0.996). The maximum capacities are AP(m) = 1.52–3.11 mmol/g and ACP(m) = 1.63–3.87 mmol/g. Initial rates are VP = 0.096–0.258 mmol/g·min and VCP = 0.107–0.607 mmol/g·min. With an SDFT increase, the values of AP(m) and ACP(m) increase linearly. It was found that the specific capacities, which are proportional to the surface concentration of adsorption centers (AdCs), decrease linearly with the SDFT growth for ACs from coals. The opposite trend was found for ACs from CSPs. All samples adsorb CP better than phenol in proportion of АCP(S) = 1.455·АP(S)–0.456 (R2 = 0.944). The AdCs concentration increase was found to increase the CP specific adsorption rate. The opposite effect is observed for phenol – an AdCs concentration increase decreases the rate probably due to decreasing the energy of the interaction of P with AdCs. The ACs from low-rank coals were shown to be the most active adsorbents. The SPCs also improve adsorption properties, which makes promising their use for ACs preparation. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:35:33Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-758 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-02-08T08:11:36Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-7582026-01-23T12:24:54Z Nanoporous carbon adsorbents for water purification from phenol compounds Нанопористі вуглецеві адсорбенти для очищення води від фенольних сполук Sabierova, V. О. Таmarkina, Yu. V. Redko, A. V. Kucherenko, V. O. coal semi-product of coking activated carbon adsorption phenol 4-chlorophenol вугілля напівпродукт коксування активование вугілля адсорбція фенол 4-хлорфенол The purpose of the work is to compare the adsorption of phenol (P) and 4-chlorophenol (CP) by activated carbons (ACs) from coals and coking semi-products (CSPs).The ACs with specific surface SDFT = 1009–1547 m2/g were prepared by alkaline activation at a KOH/substrate ratio of 1 g/g (800 °С, 1 h). The characteristics of ACs porosity were calculated by nitrogen adsorption – desorption isotherms (–196 °С). The adsorption capacities for P (АP) and CP (АCP) were measured at 25 °C, АC dosage – 1 g/l and concentration 5 mmol/l. The specific adsorption capacities (АP(S), АCP(S)) and the initial adsorption rates of P (VP) and CP (VCP) for the first 5 minutes of adsorption were also determined. The coal and CSP type were established to determine the porosity and adsorption activity of ACs. Adsorption kinetics obeys the pseudo-second order model (R2 ? 0.996). The maximum capacities are AP(m) = 1.52–3.11 mmol/g and ACP(m) = 1.63–3.87 mmol/g. Initial rates are VP = 0.096–0.258 mmol/g·min and VCP = 0.107–0.607 mmol/g·min. With an SDFT increase, the values of AP(m) and ACP(m) increase linearly. It was found that the specific capacities, which are proportional to the surface concentration of adsorption centers (AdCs), decrease linearly with the SDFT growth for ACs from coals. The opposite trend was found for ACs from CSPs. All samples adsorb CP better than phenol in proportion of АCP(S) = 1.455·АP(S)–0.456 (R2 = 0.944). The AdCs concentration increase was found to increase the CP specific adsorption rate. The opposite effect is observed for phenol – an AdCs concentration increase decreases the rate probably due to decreasing the energy of the interaction of P with AdCs. The ACs from low-rank coals were shown to be the most active adsorbents. The SPCs also improve adsorption properties, which makes promising their use for ACs preparation. Мета роботи – порівняння адсорбції фенолу (Ф) та 4-хлорфенолу (ХФ) зразками активованого вугілля (АВ) з викопного вугілля та напівпродуктів коксування (ПК).Зразки АВ з питомою поверхнею SDFT = 1009–1547 м2/г отримано лужною активацією при співвідношенні KОН/субстрат – 1 г/г (800 °С, 1 год). Характеристики пористості АВ розраховано за ізотермами (–196 °С) адсорбції – десорбції азоту. Адсорбційну ємність за Ф (АФ) та ХФ (АХФ) виміряно при 25 °С, вмісту АВ – 1 г/л та концентрації 5 ммоль/л. Також визначено питомі адсорбцйні ємності (АФ(S), АХФ(S))та початкові швидкості адсорбції Ф (VФ) і ХФ (VХФ) за перші 5 хв адсорбції. Встановлено, що тип вугілля та ПК визначає пористість та адсорбційну активність АВ. Кінетика адсорбції підпорядковується моделі псевдо-другого порядку (R2 ? 0.996). Максимальні ємності складають АФ(m) = 1.52–3.11 ммоль/г та АХФ(m) = 1.63–3.87 ммоль/г, початкові швидкості – VФ = 0.096–0.258 ммоль/г·хв та VХФ = 0.107–0.607 ммоль/г·хв. Зі збільшенням SDFT значення АФ(m) та АХФ(m) лінійно зростають. Знайдено, що питомі ємності, які пропорційні поверхневій концентрації адсорбційних центрів (АЦ), лінійно знижуються зі зростанням SDFT для АВ з вугілля. Для АВ з ПК виявлено зворотну тенденцію. Усі зразки адсорбують ХФ краще, ніж фенол з дотриманням пропорційності АХФ(S) = 1.455·АФ(S)–0.456 (R2 = 0.944). Виявлено, що зростання концентрації АЦ збільшує питому швидкість адсорбції ХФ. Протилежний ефект спостерігається для фенолу – зростання концентрації АЦ знижує швидкість, що імовірно обумовлено зниженням енергії взаємодії Ф з АЦ. Показано, що АВ з низькометаморфізованого вугілля є найбільш активними адсорбентами по відношенню до фенольних сполук. ПК також покращують адсорбційні властивості, що робить їх використання перспективним для отримання АВ. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2025-03-01 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/758 10.15407/hftp16.01.028 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 16 No. 1 (2025): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 28-38 Химия, физика и технология поверхности; Том 16 № 1 (2025): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 28-38 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 16 № 1 (2025): Хімія, фізика та технологія поверхні; 28-38 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp16.01 uk https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/758/776 Copyright (c) 2025 V. О. Sabierova, Yu. V. Таmarkina, A. V. Redko, V. O. Kucherenko https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | вугілля напівпродукт коксування активование вугілля адсорбція фенол 4-хлорфенол Sabierova, V. О. Таmarkina, Yu. V. Redko, A. V. Kucherenko, V. O. Нанопористі вуглецеві адсорбенти для очищення води від фенольних сполук |
| title | Нанопористі вуглецеві адсорбенти для очищення води від фенольних сполук |
| title_alt | Nanoporous carbon adsorbents for water purification from phenol compounds |
| title_full | Нанопористі вуглецеві адсорбенти для очищення води від фенольних сполук |
| title_fullStr | Нанопористі вуглецеві адсорбенти для очищення води від фенольних сполук |
| title_full_unstemmed | Нанопористі вуглецеві адсорбенти для очищення води від фенольних сполук |
| title_short | Нанопористі вуглецеві адсорбенти для очищення води від фенольних сполук |
| title_sort | нанопористі вуглецеві адсорбенти для очищення води від фенольних сполук |
| topic | вугілля напівпродукт коксування активование вугілля адсорбція фенол 4-хлорфенол |
| topic_facet | coal semi-product of coking activated carbon adsorption phenol 4-chlorophenol вугілля напівпродукт коксування активование вугілля адсорбція фенол 4-хлорфенол |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/758 |
| work_keys_str_mv | AT sabierovavo nanoporouscarbonadsorbentsforwaterpurificationfromphenolcompounds AT tamarkinayuv nanoporouscarbonadsorbentsforwaterpurificationfromphenolcompounds AT redkoav nanoporouscarbonadsorbentsforwaterpurificationfromphenolcompounds AT kucherenkovo nanoporouscarbonadsorbentsforwaterpurificationfromphenolcompounds AT sabierovavo nanoporistívuglecevíadsorbentidlâočiŝennâvodivídfenolʹnihspoluk AT tamarkinayuv nanoporistívuglecevíadsorbentidlâočiŝennâvodivídfenolʹnihspoluk AT redkoav nanoporistívuglecevíadsorbentidlâočiŝennâvodivídfenolʹnihspoluk AT kucherenkovo nanoporistívuglecevíadsorbentidlâočiŝennâvodivídfenolʹnihspoluk |