Русский
English 5-12 стр.
В данной работе исследована кинетика сорбции нанокомпозита Fe3O4/C, полученного нагревом на воздухе полиакрилонитрила (ПАН) и FeCl2∙4H2O, методика получения которого описана в предыдущих работах [1, 3]. Основной задачей был расчет сорбционных характеристик и проверка практического применения данного нанокомпозита – возможность очистки из тяжелых металлов из водных источников на примере моделирования сорбции ионов меди из водного раствора шестиводного ацетата меди, в связи с чем в качестве основы исследования интегральных кинетических сорбционных кривых использовались уравнения диффузионной (модель Морриса-Вебера) и химической кинетики (модели псевдо-I порядка Лагергрена, псевдо-II порядка Хо и Маккея), а также модель хемосорбции Еловича. Анализ данных показал, что в общую скорость сорбции вносят вклад и диффузия ионов меди внутрь пор нанокомпозита, и химические взаимодействия между ионами меди и функциональными группами поверхности сорбента, такими как гидроксильными, карбоксильными, карбонильными и т.д., типичными для углеродных сорбентов. Экспериментально емкость данного нанокомпозита при сорбции меди составила 208,4 мг/г, однако при моделировании показано, что данное значение теоретически может быть выше на 37%.
1. Годаев Б.С., Козлов В.В., Коровушкин В.В. и т.д. // Химический бюллетень. 2022. Т. 5. № 2. С. 30 – 41.
2. Долинина Е.С. Кинетика и механизмы адсорбции лекарственного вещества молсидомин на мезопористых диоксидах кремния и его десорбции (высвобождения) из их композитов: автореф. дис. … канд. хим. Наук. Иваново, 2015. 159 с.
3. Козлов В.В., Годаев Б.С., Коровушкин В.В. и т.д. О синтезе нанокомпозита Fe3O4/C на основе полиакрилонитрила и FeCl2∙4H2O при термообработке на воздухе // East European Scientific J. 2018. Т. 35. № 7. С. 66 – 72.
4. Крижановская О.О., Синяева Л.А., Карпов С.И. и т.д. Кинетические модели при описании сорбции жирорастворимых физиологически активных веществ высокоупорядоченными неорганическими кремнийсодержащими материалами // Сорбционные и хромотографические процессы. 2014. Т. 14. № 5. С. 784 – 794.
5. Хохотва А.П., Малыхина К.А., Лиштва П.В., Федорок Я.А. Фосфорилированный углеродный сорбент для очистки воды от тяжелых металлов // Вестник НТУ «ХПИ». 2017. Т. 1229. № 7. С. 205 – 210.
6. Bao X., Qiang Z., Chang J.-H. et al. Synthesis of carbon-coated magnetic nanocomposite (Fe3O4@C) and its application for sulfonamide antibiotics removal from water // J. of Environmental Sciences. 2014. Т. 26. № 5. С. 962 – 969.
7. Chowdhury S., Balasubramanian R. Recent advances in the use of graphene-family nanoadsorbents for removal of toxic pollutants from wastewater // Advances in Colloid and Interface Science. 2014. Т. 204. С. 35 – 56.
8. Grigoryan G.S. The complex formation of copper (II) ion with leucine and isoleucine in aqueous solution // Chemical Journal of Armenia. 2013. Т. 66. № 1. С. 148 – 151.
9. conaru S.L., Beuran M., Turculet C.S. et al. Fabrication and characterization of iron oxide dextran composite layers // AIP Conference Proceedings. 2018. Т. 1932. № 1. С. 1 – 5.
10. Kakavandi B., Esrafili A., Mohseni-Bandpie A. et al. Magnetic Fe3O4@C nanoparticles as adsorbents for removal of amoxicillin from aqueous solution // Water Science & Technology. 2014. Т. 69. № 1. С. 147 – 155.
11. Le G.H., Ha A.Q., Nguyen Q.K. et al. Removal of Cd2+ and Cu2+ ions from aqueous solution by using Fe–Fe3O4/graphene oxide as a novel and efficient adsorbent // Materials Research Express. 2016. Т. 3. № 10. С. 1 – 13.
12. Li J., Zhang S., Chen C. et al. Removal of Cu(II) and Fulvic Acid by Graphene Oxide Nanosheets Decorated with Fe3O4 Nanoparticles // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2012. Т. 4. № 9. С. 4991 – 5000.
13. Liu Q., Zheng Y., Zhong L. et al. Removal of tetracycline from aqueous solution by a Fe3O4 incorporated PAN electrospun nanofiber mat // J. of Environmental Sciences. 2014. Т. 28. С. 29 – 36.
14. alik H., Qureshi U.A., Muqeet M. et al. Removal of lead from aqueous solution using polyacrylonitrile/magnetite nanofibers // Environ. Sci. Pollut. Res. 2018. Т. 25. № 4. С. 3357 – 3564.
15. Yu C., Wang M., Dong X. et al. Removal of Cu(II) from aqueous solution using Fe3O4–alginate modified biochar microspheres // RSC Advances. 2017. Т. 7. С. 53135 – 53144.
16. Zhao L., Chang X.-L., Liao R. et al. Facile hydrothermal preparation of S-doped nanoparticles for Cu2+ removal // J. Materials Letters. 2014. Т. 135. С. 154 – 157.
17. Zhao R., Li X., LiY. et al. Functionalized magnetic iron oxide/polyacrylonitrile composite electrospun fibers as effective chromium (VI) adsorbents for water purification // J. of Colloid and Interface Science. 2017. Т. 505. С. 1018 – 1030.
2. Долинина Е.С. Кинетика и механизмы адсорбции лекарственного вещества молсидомин на мезопористых диоксидах кремния и его десорбции (высвобождения) из их композитов: автореф. дис. … канд. хим. Наук. Иваново, 2015. 159 с.
3. Козлов В.В., Годаев Б.С., Коровушкин В.В. и т.д. О синтезе нанокомпозита Fe3O4/C на основе полиакрилонитрила и FeCl2∙4H2O при термообработке на воздухе // East European Scientific J. 2018. Т. 35. № 7. С. 66 – 72.
4. Крижановская О.О., Синяева Л.А., Карпов С.И. и т.д. Кинетические модели при описании сорбции жирорастворимых физиологически активных веществ высокоупорядоченными неорганическими кремнийсодержащими материалами // Сорбционные и хромотографические процессы. 2014. Т. 14. № 5. С. 784 – 794.
5. Хохотва А.П., Малыхина К.А., Лиштва П.В., Федорок Я.А. Фосфорилированный углеродный сорбент для очистки воды от тяжелых металлов // Вестник НТУ «ХПИ». 2017. Т. 1229. № 7. С. 205 – 210.
6. Bao X., Qiang Z., Chang J.-H. et al. Synthesis of carbon-coated magnetic nanocomposite (Fe3O4@C) and its application for sulfonamide antibiotics removal from water // J. of Environmental Sciences. 2014. Т. 26. № 5. С. 962 – 969.
7. Chowdhury S., Balasubramanian R. Recent advances in the use of graphene-family nanoadsorbents for removal of toxic pollutants from wastewater // Advances in Colloid and Interface Science. 2014. Т. 204. С. 35 – 56.
8. Grigoryan G.S. The complex formation of copper (II) ion with leucine and isoleucine in aqueous solution // Chemical Journal of Armenia. 2013. Т. 66. № 1. С. 148 – 151.
9. conaru S.L., Beuran M., Turculet C.S. et al. Fabrication and characterization of iron oxide dextran composite layers // AIP Conference Proceedings. 2018. Т. 1932. № 1. С. 1 – 5.
10. Kakavandi B., Esrafili A., Mohseni-Bandpie A. et al. Magnetic Fe3O4@C nanoparticles as adsorbents for removal of amoxicillin from aqueous solution // Water Science & Technology. 2014. Т. 69. № 1. С. 147 – 155.
11. Le G.H., Ha A.Q., Nguyen Q.K. et al. Removal of Cd2+ and Cu2+ ions from aqueous solution by using Fe–Fe3O4/graphene oxide as a novel and efficient adsorbent // Materials Research Express. 2016. Т. 3. № 10. С. 1 – 13.
12. Li J., Zhang S., Chen C. et al. Removal of Cu(II) and Fulvic Acid by Graphene Oxide Nanosheets Decorated with Fe3O4 Nanoparticles // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2012. Т. 4. № 9. С. 4991 – 5000.
13. Liu Q., Zheng Y., Zhong L. et al. Removal of tetracycline from aqueous solution by a Fe3O4 incorporated PAN electrospun nanofiber mat // J. of Environmental Sciences. 2014. Т. 28. С. 29 – 36.
14. alik H., Qureshi U.A., Muqeet M. et al. Removal of lead from aqueous solution using polyacrylonitrile/magnetite nanofibers // Environ. Sci. Pollut. Res. 2018. Т. 25. № 4. С. 3357 – 3564.
15. Yu C., Wang M., Dong X. et al. Removal of Cu(II) from aqueous solution using Fe3O4–alginate modified biochar microspheres // RSC Advances. 2017. Т. 7. С. 53135 – 53144.
16. Zhao L., Chang X.-L., Liao R. et al. Facile hydrothermal preparation of S-doped nanoparticles for Cu2+ removal // J. Materials Letters. 2014. Т. 135. С. 154 – 157.
17. Zhao R., Li X., LiY. et al. Functionalized magnetic iron oxide/polyacrylonitrile composite electrospun fibers as effective chromium (VI) adsorbents for water purification // J. of Colloid and Interface Science. 2017. Т. 505. С. 1018 – 1030.
Годаев Б.С., Козлов В.В. Кинетика удаления Cu(II) из водного раствора с использованием нанокомпозита Fe3O4/C // Chemical Bulletin. 2023. Том 6. № 1. С. 5 – 12.