Русский
English 78 – 92 стр.
Исследование кинетики и механизм адсорбции красителя целлюлозным сырьем. Методы. В качестве сорбента использовались отход растениеводства – измельченные стебли подсолнечника исходные и модифицированные 10% щелочью NaOH размером частиц с 1 до 2 мм. В качестве адсорбата предварительными испытаниями выбран краситель метиленовый голубой. Для определения максимальной сорбционной емкости строили изотермы адсорбции. Построены кинетические модели сорбции псевдопервого и псевдовторого порядка. С целью определения механизма процесса определяли термодина-мические константы: энергию сорбции (Е), энергию Гиббса (ΔG) и коэффициент Био (Bi).
Результаты. Максимальная сорбционная способность измельчённой биомассы стеблей подсолнечника по отношению к красителю составляет 0,52 ммоль/г для модифицированного щёлочью материала, что на 48% выше исходного сорбента (0,35 ммоль/г). Таким образом, материал СП(NaOH) показал улучшенные сорбционные свойства, и он был выбран для дальнейших кинетических исследований. Энергия сорбции рав-на 5,82 кДж/моль, что может свидетельствовать о физической адсорбции. Энергия Гиббса равна -6,3742 кДж/моль, меньше нуля, что свидетельствует о самопроизвольности данного процесса. Адсорбционное равновесие для красителя МГ наступает через 120 минут, кинетическая кривая имеет плавный характер. Коэффициент Био равен 1,812, следовательно, процесс адсорбции лимитируется смешанной диффузией.
Выводы. Анализ полученных данных позволил определить коэффициент Био, отражающий протекание адсорбции МГ по смешанно – диффузионному механизму во всём временном диапазоне адсорбции. Это указывает на сложный характер процесса адсорбции МГ и подтверждает важность учёта различных факторов, влияющих на этот процесс, при разработке методов очистки водных сред от органических загрязнителей.
Результаты. Максимальная сорбционная способность измельчённой биомассы стеблей подсолнечника по отношению к красителю составляет 0,52 ммоль/г для модифицированного щёлочью материала, что на 48% выше исходного сорбента (0,35 ммоль/г). Таким образом, материал СП(NaOH) показал улучшенные сорбционные свойства, и он был выбран для дальнейших кинетических исследований. Энергия сорбции рав-на 5,82 кДж/моль, что может свидетельствовать о физической адсорбции. Энергия Гиббса равна -6,3742 кДж/моль, меньше нуля, что свидетельствует о самопроизвольности данного процесса. Адсорбционное равновесие для красителя МГ наступает через 120 минут, кинетическая кривая имеет плавный характер. Коэффициент Био равен 1,812, следовательно, процесс адсорбции лимитируется смешанной диффузией.
Выводы. Анализ полученных данных позволил определить коэффициент Био, отражающий протекание адсорбции МГ по смешанно – диффузионному механизму во всём временном диапазоне адсорбции. Это указывает на сложный характер процесса адсорбции МГ и подтверждает важность учёта различных факторов, влияющих на этот процесс, при разработке методов очистки водных сред от органических загрязнителей.
1. Mailler R. et al. Removal of emerging micropollutants from wastewater by activated carbon adsorption: Experimental study of different activated carbons and factors influencing the adsorption of micropollutants in wastewater // Journal of environmental chemical engineering. 2016. Vol. 4. № 1. P. 1102 – 1109.
2. Shaikhiev I.G., Kraysman N.V., Sverguzova S.V. et al. Fish scales as a biosorbent of pollutants from wastewaters and natural waters (A literature review) // Biointerface Research in Applied Chemistry. 2020. Vol. 10. No. 6. P. 6893 – 6905. DOI 10.33263/BRIAC106.68936905
3. Sverguzova S.V., Sapronova Zh.A., Shaikhiev I.G. et al. Use of Waste Paper Recycling as a Sorption Material for Methylene Blue Dye Removal from Model Solutions // Russian Journal of General Chemistry. 2023. Vol. 93. No. 12. P. 3258 – 3263. DOI 10.1134/s1070363223120277
4. Белый В.А., Свергузова С.В., Шайхиев И.Г. и др. Извлечение красителя метиленовый голубой из растворов биомассой опилок платана // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2023. Т. 66. № 5. С. 139 – 145. DOI 10.6060/ivkkt.20236605.6757
5. Свергузова С.В., Шайхиев И.Г., Сапронова Ж.А. и др. Сорбционная активность зоокомпоста по отношению к ионам меди Cu(II) // Сорбционные и хроматографические процессы. 2023. Т. 23. № 6. С. 1051 – 1059. DOI 10.17308/sorpchrom.2023.23/11866
6. Свергузова С.В., Бомба И.В., Воронина Ю.С. Очистка маслосодержащих эмульсий листовым опадом вишни и рябины // Chemical Bulletin. 2018. Т. 1. № 4. С. 4 – 10.
7. Shaikhiev I.G., Sverguzova S.V., Shaikhieva K.I., Deberdeev T.R. Using Rye (Secale Cereale) Processing Wastes as Sorption Materials for Removing Pollutants from Aquatic Environments // Polymer Science, Series D. 2023. Vol. 16. No. 3. P. 651 – 656. DOI 10.1134/s1995421223030346
8. Шайхиев И.Г., Свергузова С.В., Шайхиева К.И. и др. Использование кожуры мандаринов в качестве сорбционных материалов для удаления загрязняющих веществ из водных сред // Химия растительного сырья. 2023. № 1. С. 61 – 75. DOI 10.14258/jcprm.20230111931
9. Sverguzova S.V., Gafarov R.R., Zubkova O.S. et al. Changes in the Physicochemical and Sorption Properties of Bleaching Clay in the Course of Thermal Treatment // Colloid Journal. 2024. Vol. 86. No. 4. P. 571 – 579. DOI 10.1134/S1061933X24600490
10. Шайхиев И.Г., Свергузова С.В., Гафаров Р.Р., Сапронова Ж.А. Рациональное использование отхода маслоэкстракционного производства – отработанной отбельной глины // Экология и промышленность России. 2024. Т. 28. № 7. С. 14 – 19. DOI 10.18412/1816-0395-2024-7-14-19
11. Ким О.К., Волкова Л.Д., Закарина Н.А. Пилларированные алюминием и железом слоистые алюмосиликаты в процессах очистки водных растворов от хрома (III) //Башкирский химический журнал. 2011. Т. 18. № 3. С. 62 – 65.
12. Бельчинская Л.И. и др. Влияние солевой модификации на адсорбционные характеристики кислотноактивированных монтмориллонита и каолинита // Журнал прикладной химии. 2008. Т. 81. № 6. С. 926 – 930.
13. Кирюшина Н.Ю., Тарасова Г.И., Свергузова С.В. Шлаковые отходы в водоочистке // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. ВГ Шухова. 2010. № 4. С. 140 – 145.
14. Svergusova S.V., Sapronova Z.A., Svyatchenko A.V. et al. Iron-Containing Modeled Waste as Raw Material for Coagulant Receiving // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Russky Island, 04-06 марта 2019 года. Vol. 272, 3. Russky Island: Institute of Physics Publishing, 2019. P. 032007. DOI 10.1088/1755-1315/272/3/032007
15. Старостина И.В., Кирюшина Н.Ю., Локтионова Е.В., Матушкина А.В. Получение железокремниевого флокулянта-коагулянта из отхода металлургического производства и его применение в процессе очистки эмульгированных сточных вод // Экология и промышленность России. 2022. Т. 26. № 7. С. 20 – 25. DOI 10.18412/1816-0395-2022-7-20-25
16. Лукашевич О.Д., Усова Н.Т. Сорбент из железистого шлама для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2018. Т. 20. № 1. С. 148 – 159.
17. Николаева Л.А. и др. Способы утилизации отработанного сорбента нефтепродуктов на основе шлама химводоочистки Казанской ТЭЦ-1 // Экология и промышленность России. 2014. № 7. С. 18 – 20.
18. Loktionova Е.V., Maltseva Е.K., Sysa V.I. Theusageof expanded clay gravel production waste for oily wastewaters purification. 10 декабря 2021 года, 2021. P. 151 – 156.
19. Loktionova Е.V., Sysa О.K., Loktionov V.А. Extraction of methylene blue coloring agent from model solutions with a plant-origin sorbent // Journal of Physics: Conference Series, Belgorod, 09-10 марта 2021 года. Vol. 1926. Belgorod: IOP Publishing Ltd, 2021. P. 012018. DOI 10.1088/1742-6596/1926/1/012018
20. Свергузова С.В., Сапронова Ж.А., Локтионова Е.В. и др. Использование растительного сорбента для извлечения красителя конго красный из модельных растворов // Chemical Bulletin. 2021. Т. 4. № 1. С. 44 – 55.
21. Cакалова Г.В., Свергузова С.В., Мальованый М.С. Эффективность очистки сточных вод гальванического производства адсорбционным методом // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2014. № 4. С. 153 – 156.
22. Пальтиель Л.Р., Зенин Г.С., Волынец Н.Ф. Коллоидная химия: учебное пособие, СЗГУ, СПб, 2004. 68 с.
23. Галимова Р.З., Шайхиев И.Г., Свергузова С.В. Обработка результатов исследования процессов адсорбции с использованием программного обеспечения Microsoft Excel. 2017.
2. Shaikhiev I.G., Kraysman N.V., Sverguzova S.V. et al. Fish scales as a biosorbent of pollutants from wastewaters and natural waters (A literature review) // Biointerface Research in Applied Chemistry. 2020. Vol. 10. No. 6. P. 6893 – 6905. DOI 10.33263/BRIAC106.68936905
3. Sverguzova S.V., Sapronova Zh.A., Shaikhiev I.G. et al. Use of Waste Paper Recycling as a Sorption Material for Methylene Blue Dye Removal from Model Solutions // Russian Journal of General Chemistry. 2023. Vol. 93. No. 12. P. 3258 – 3263. DOI 10.1134/s1070363223120277
4. Белый В.А., Свергузова С.В., Шайхиев И.Г. и др. Извлечение красителя метиленовый голубой из растворов биомассой опилок платана // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2023. Т. 66. № 5. С. 139 – 145. DOI 10.6060/ivkkt.20236605.6757
5. Свергузова С.В., Шайхиев И.Г., Сапронова Ж.А. и др. Сорбционная активность зоокомпоста по отношению к ионам меди Cu(II) // Сорбционные и хроматографические процессы. 2023. Т. 23. № 6. С. 1051 – 1059. DOI 10.17308/sorpchrom.2023.23/11866
6. Свергузова С.В., Бомба И.В., Воронина Ю.С. Очистка маслосодержащих эмульсий листовым опадом вишни и рябины // Chemical Bulletin. 2018. Т. 1. № 4. С. 4 – 10.
7. Shaikhiev I.G., Sverguzova S.V., Shaikhieva K.I., Deberdeev T.R. Using Rye (Secale Cereale) Processing Wastes as Sorption Materials for Removing Pollutants from Aquatic Environments // Polymer Science, Series D. 2023. Vol. 16. No. 3. P. 651 – 656. DOI 10.1134/s1995421223030346
8. Шайхиев И.Г., Свергузова С.В., Шайхиева К.И. и др. Использование кожуры мандаринов в качестве сорбционных материалов для удаления загрязняющих веществ из водных сред // Химия растительного сырья. 2023. № 1. С. 61 – 75. DOI 10.14258/jcprm.20230111931
9. Sverguzova S.V., Gafarov R.R., Zubkova O.S. et al. Changes in the Physicochemical and Sorption Properties of Bleaching Clay in the Course of Thermal Treatment // Colloid Journal. 2024. Vol. 86. No. 4. P. 571 – 579. DOI 10.1134/S1061933X24600490
10. Шайхиев И.Г., Свергузова С.В., Гафаров Р.Р., Сапронова Ж.А. Рациональное использование отхода маслоэкстракционного производства – отработанной отбельной глины // Экология и промышленность России. 2024. Т. 28. № 7. С. 14 – 19. DOI 10.18412/1816-0395-2024-7-14-19
11. Ким О.К., Волкова Л.Д., Закарина Н.А. Пилларированные алюминием и железом слоистые алюмосиликаты в процессах очистки водных растворов от хрома (III) //Башкирский химический журнал. 2011. Т. 18. № 3. С. 62 – 65.
12. Бельчинская Л.И. и др. Влияние солевой модификации на адсорбционные характеристики кислотноактивированных монтмориллонита и каолинита // Журнал прикладной химии. 2008. Т. 81. № 6. С. 926 – 930.
13. Кирюшина Н.Ю., Тарасова Г.И., Свергузова С.В. Шлаковые отходы в водоочистке // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. ВГ Шухова. 2010. № 4. С. 140 – 145.
14. Svergusova S.V., Sapronova Z.A., Svyatchenko A.V. et al. Iron-Containing Modeled Waste as Raw Material for Coagulant Receiving // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Russky Island, 04-06 марта 2019 года. Vol. 272, 3. Russky Island: Institute of Physics Publishing, 2019. P. 032007. DOI 10.1088/1755-1315/272/3/032007
15. Старостина И.В., Кирюшина Н.Ю., Локтионова Е.В., Матушкина А.В. Получение железокремниевого флокулянта-коагулянта из отхода металлургического производства и его применение в процессе очистки эмульгированных сточных вод // Экология и промышленность России. 2022. Т. 26. № 7. С. 20 – 25. DOI 10.18412/1816-0395-2022-7-20-25
16. Лукашевич О.Д., Усова Н.Т. Сорбент из железистого шлама для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2018. Т. 20. № 1. С. 148 – 159.
17. Николаева Л.А. и др. Способы утилизации отработанного сорбента нефтепродуктов на основе шлама химводоочистки Казанской ТЭЦ-1 // Экология и промышленность России. 2014. № 7. С. 18 – 20.
18. Loktionova Е.V., Maltseva Е.K., Sysa V.I. Theusageof expanded clay gravel production waste for oily wastewaters purification. 10 декабря 2021 года, 2021. P. 151 – 156.
19. Loktionova Е.V., Sysa О.K., Loktionov V.А. Extraction of methylene blue coloring agent from model solutions with a plant-origin sorbent // Journal of Physics: Conference Series, Belgorod, 09-10 марта 2021 года. Vol. 1926. Belgorod: IOP Publishing Ltd, 2021. P. 012018. DOI 10.1088/1742-6596/1926/1/012018
20. Свергузова С.В., Сапронова Ж.А., Локтионова Е.В. и др. Использование растительного сорбента для извлечения красителя конго красный из модельных растворов // Chemical Bulletin. 2021. Т. 4. № 1. С. 44 – 55.
21. Cакалова Г.В., Свергузова С.В., Мальованый М.С. Эффективность очистки сточных вод гальванического производства адсорбционным методом // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2014. № 4. С. 153 – 156.
22. Пальтиель Л.Р., Зенин Г.С., Волынец Н.Ф. Коллоидная химия: учебное пособие, СЗГУ, СПб, 2004. 68 с.
23. Галимова Р.З., Шайхиев И.Г., Свергузова С.В. Обработка результатов исследования процессов адсорбции с использованием программного обеспечения Microsoft Excel. 2017.
Евтушенко Е.И., Локтионова Е.В., Шайхиев И.Г., Сапронова Ж.А. Кинетика и механизм адсорбции красителя метиленового голубого измель-ченной биомассой подсолнечника // Chemical Bulletin. 2024. Том 7. № 3. С. 78 – 92. https://doi.org/10.58224/2619-0575-2024-7-3-78-92