odpady

Terminem „węgle aktywne” określa się dużą grupę mikrokrystlicznych materiałów węglowych, charakteryzujących się silnie rozwiniętą powierzchnią właściwą oraz rozbudowaną strukturą porowatą. Jak sama nazwa wskazuje, głównym składnikiem budulcowym tego typu materiałów jest węgiel pierwiastkowy, którego udział mieści się zazwyczaj w przedziale od 85% do
95% wagowych. Pozostałość stanowią pierwiastki takie jak wodór, azot, siarka i tlen oraz substancja mineralna, którą stanowią najczęściej tlenki i węglany różnych metali. Zawartość domieszek niewęglowych w węglach aktywnych jest w bardzo dużym stopniu uwarunkowana rodzajem prekursora wykorzystanego do ich produkcji, jak również metodą i warunkami jego aktywacji. Stosunkowo łatwe usuwanie substancji mineralnej z węgli aktywnych sugeruje, że nie jest ona związana ze szkieletem węglowym w sposób chemiczny, a jedynie zalega w wytworzonych podczas procesu aktywacji porach. Z kolei heteroatomy obecne w węglach aktywnych tworzą bardzo reaktywne grupy funkcyjne związane z powierzchniowymi atomami węgla (zlokalizowanymi w narożach i na krawędziach krystalitów) lub też mało reaktywne połączenia występujące w przestrzeni międzykrystalitowej oraz w zdefektowanych obszarach poszczególnych płaszczyzn grafenowych, tworzących poszczególne krystality. Właściwości fi zykochemiczne węgli aktywnych zależą nie tylko od ich budowy chemicznej, ale także od charakteru ich struktury porowatej. Tekstura węgli aktywnych może być rozpatrywana jako układ przypadkowo ułożonych grafi topodobnych krystalitów, połączonych ze sobą za pomocą wiązań poprzecznych, rozdzielonych przez fragmenty amorfi cznej substancji węglowej o niskim stopniu uporządkowania oraz przez substancję mineralną pochodzącą z surowca wyjściowego. Krystality
tworzące szkielet węgli aktywnych przypominają pod względem budowy kryształy grafi tu, jednak w ich przypadku obserwuje się większe i niejednakowe odległości międzywarstwowe, mniejszy stopień uporządkowania oraz obecność wakancji i luk w sieci krystalicznej. Dlatego też strukturę węgli aktywnych nazywa się turbostratyczną.

Skład chemiczny odpadów uzależniony jest od baterii oraz akumulatorów, które wchodzą w skład niesortowanych odpadów. Podstawowe typy baterii to:
1. Baterie alkaliczne − nazwa baterii pochodzi od alkalicznych (zasadowych) roztworów, które wykorzystano w nich jako elektrolit. Katodę ogniwa wykonano ze sproszkowanego dwutlenku manganu (MnO2), natomiast anodę z tlenku cynku (ZnO). Zasadowym elektrolitem jest wodny
roztwór wodorotlenku potasu (KOH).
2. Baterie cynkowo-węglowe – w przypadku tych baterii katodę ogniwa wykonano z prętu węglowego otoczonego dwutlenkiem manganu (MnO2), zaś anodę z cynku (Zn). Elektrolitem jest wodny roztwór chlorku amonu lub chlorku cynku.
3. Baterie srebrowe – w bateriach tego typu katodę wykonano z tlenku srebra (AgO), zaś anodę z cynku. Zasadowym elektrolitem jest roztwór wodorotlenku potasu (KOH).
4. Baterie rtęciowe − katoda ogniwa jest wykonana z rtęci, anoda zaś z cynku. Elektrolitem jest wodny roztwór wodorotlenku potasu (KOH).
5. Baterie litowo-manganowe − anoda baterii litowo-manganowej jest wykonana z litu, katodą jest zaś sproszkowany dwutlenek manganu.
W tych ogniwach stosuje się elektrolit organiczny.
6. Baterie cynkowo-powietrzne – katodą jest tlen (O2), anodą sproszkowany cynk. W roli elektrolitu wykorzystano natomiast wodorotlenek potasu (KOH).
W przypadku akumulatorów wyróżnia się natomiast:
1. Akumulatory kwasowo-ołowiowe – elektrolitem w tym przypadku jest roztwór kwasu siarkowego. Elektroda (−) została wykonana z ołowiu (z dodatkami) w formie siatki, zaś elektroda (+) jest wykonana z tlenku ołowiu (IV) PbO2 immobilizowanego na ramce ołowianej – tego rodzaju akumulatory są masowo wykorzystywane w samochodach.
2. Akumulatory NiCd – nazywane się również wtórnymi bateriami alkalicznymi. W bateriach niklowo-kadmowych elektrody wykonano z wodorotlenku niklu i wodorotlenku kadmu. Elektrolitami są półpłynne lub stałe substancje. Skład chemiczny uzależniony jest od producenta, ale zawsze posiada silnie zasadowy (inaczej alkaliczny) odczyn.
3. Akumulatory NiMH – są ulepszoną wersją NiCd, w których jedna z elektrod jest wykonana z niklu, zaś druga elektroda ze spieku metali ziem rzadkich w atmosferze wodoru.
4. Akumulatory Li-Ion – w których jedna z elektrod jest wykonana z porowatego węgla, a druga z tlenków metali, zaś rolę elektrolitu pełnią złożone chemicznie sole litowe rozpuszczone w mieszaninie organicznych rozpuszczalników.
5. Akumulatory litowo-polimerowe – odmiana akumulatorów Li-Ion. Ciekły elektrolit został zastąpiony stałym elektrolitem polimerowym wykonanym np. z gąbek na bazie poliakrylonitrylu.

Podstawowymi pierwiastkami wchodzącymi w skład drewna są: węgiel (49,5%), tlen (43,8%), wodór (6,0%), azot (0,2%) i inne. Główne związki tworzące drewno to: celuloza (ok. 45%), hemicelulozy (ok. 30%) i lignina (ok. 20%). Ponadto w drewnie występują też: cukier, białko, skrobia, garbniki, olejki eteryczne, guma oraz substancje mineralne, które po spaleniu dają popiół. Głównymi składnikami chemicznymi kory są lignina, substancje węglowodanowe oraz charakterystyczna dla kory suberyna.

Cynk jest niebiesko-białym, lśniącym, diamagnetycznym metalem. Jego gęstość jest nieco mniejsza niż żelazo i ma sześciokątną strukturę krystaliczną ze zniekształconą formą sześciokątnego
szczelnego zamknięcia. Metal jest twardy i kruchy w większości temperatur, ale staje się ciągliwy
w temperaturze od 100 do 150°C. Powyżej 200°C metal staje się ponownie kruchy i można go
sproszkować. Temperatura topnienia cynku wynosi 419,5°C, a wrzenia 907°C.
Wiele stopów zawiera cynk, w tym mosiądz. Inne metale, o których wiadomo, że tworzą stopy binarne z cynkiem, to aluminium, antymon, bizmut, złoto, żelazo, ołów, rtęć, srebro, cyna, magnez,
kobalt, nikiel, tellur i sód.

Ropa naftowa jest mieszaniną trzech tysięcy węglowodorów z niewielkim udziałem części mineralnych. Podstawowe węglowodory
wchodzące w skład pięciu głównych grup to: parafi ny, olefi ny, nafteny i węglowodory aromatyczne. Charakterystyka ropy naftowej jest
zależna od rodzaju analizy, którą wykorzystamy. Do najważniejszych należą analizy dające składy:
– frakcyjny (udział różnych frakcji różniących się temperaturą wrzenia),
– chemiczny (udział poszczególnych grup węglowodorów),
– elementarny (udział poszczególnych pierwiastków).
Skład frakcyjny otrzymuje się przez destylację ropy naftowej. W zależności od temperatury wrzenia uzyskuje się następujące frakcje:
– lekka benzyna: 313–433 K,
– ciężka benzyna (ligroina): 433–473 K,
– nafta: 473–590 K,
– olej napędowy: 590–633 K,
– lekki destylat próżniowy: 633–813 K,
– ciężki destylat próżniowy: powyżej 813 K.
Skład chemiczny wyraża udział składników węglowodorowych oraz związków heteroorganicznych w ropie naftowej:
– węglowodory parafi nowe to węglowodory nasycone (CnH2n+2) występujące we wszystkich frakcjach ropy naftowej, przy czym zawartość tych węglowodorów maleje ze wzrostem temperatury wrzenia frakcji,
– węglowodory naftenowe są to nasycone węglowodory cykliczne (CnH2n) o pierścieniowym układzie atomów węgla i wodoru, występują w dużych ilościach w olejach ciężkich,
– węglowodory aromatyczne – z tej grupy węglowodorów w ropie występują głównie benzen, naftalen, antracen i fenantren oraz ich
homologi, przy czym zawartość węglowodorów aromatycznych w większości rop jest znacznie mniejsza niż węglowodorów parafi -
nowych i naftenowych, na przykład 10–15% w benzynach i 30–40% we frakcjach o wyższej temperaturze wrzenia, bywają jednak
złoża, w których ropa ma zawartość węglowodorów aromatycznych 50–70%,
– węglowodory olefi nowe występują w niewielkich ilościach w ropie naftowej, spotykane są raczej w produktach przeróbki ropy, są to
penten, okten itd.,
– związki heteroorganiczne są to związki siarki (merkaptany, siarczki dwusiarczki i inne), azotu (głównie pirydyna i jej pochodne oraz
aminy), tlenu (kwasy karboksylowe i ich estry, fenole, alkohole, ketony), a ponadto aminokwasy, tiazole i inne.

Pojedynczy katalizator zawiera co najwyższej kilka gramów platynowców, które są uwięzione w kapilarnej strukturze 
jego zwykle ceramicznego nośnika. Katalizator (konwerter katalityczny) zawiera w swojej budowie substancje chemiczne (katalizatory), które pobudzają zawarte w spalinach substancje do reakcji ze sobą, same się nie zużywając. Masą
czynną w nich jest np. platyna, pallad oraz rod. Odpowiedni dobór substancji katalitycznych powoduje, że w wyniku
takich wymuszonych reakcji powstają związki chemiczne mniej (lub wcale) nieuciążliwe dla środowiska (np. z tlenku
węgla powstaje dwutlenek węgla).
Katalizator składa się z płaszcza ze stali nierdzewnej, izolacji cieplnej oraz nośnika w formie plastra miodu, pokrytego
metalami szlachetnymi, takimi jak platyna, pallad czy rod. Katalizatory trójfunkcyjne zbudowane są z nośników monolitycznych, na których zostały osadzone powłoki zawierające składniki katalitycznie aktywne. Ze względu na materiał,
z którego są wykonane nośniki, katalizatory można podzielić na:
• ceramiczne (z blokiem ceramicznym),
• metalowe (z blokiem metalowym).
Do wytwarzania bloków ceramicznych najczęściej używana jest ceramika kordierytowa 2MgO – -Al2
O3
o składzie
wagowym: 50% SiO2
, 36% AL2
O3
, 14% MgO, zawierająca dodatkowo niewielką ilość składników pomocniczych
w postaci Na2
O, Fe2
O3
, CaO, spełniających funkcje topników i stabilizatorów. Do wyrobu tej ceramiki wykorzystywane
są podstawowe surowce w postac i magnezytu (MgCo3
), tlenku glinowego (Al2
O3
), kwarcu (SiO2
) oraz kaolinu (Al2
O3
-2SiO2-2H20). Bloki metalowe najczęściej wykonuje się ze stali FeCrAl.