Русский
English
В условиях глобального экологического кризиса, вызванного стремительным ростом объёмов промышленных и бытовых отходов, поиск эффективных методов их переработки становится ключевой задачей устойчивого развития. Традиционные способы утилизации, такие как захоронение или сжигание, не только требуют значительных ресурсов, но и приводят к загрязнению атмосферы отрицательно биологически активными газами. В этом контексте пиролиз углеродсодержащих отходов представляет собой перспективную альтернативу, сочетающую экологическую безопасность и экономическую целесо-образность. В отличие от сжигания, пиролиз протекает в среде с ограниченным содержанием кислорода, что минимизирует выбросы CO и CO2, а также позволяет получать ценные вторичные продукты – пиро-лизные газы, жидкие и твёрдые углеродные материалы. Последние пригодны для использования в качестве адсорбентов. Для увеличения адсорбционной способности используют активацию продуктов пиролиза хи-мическими реагентами (щелочами, кислотами или водяным паром), что значительно повышает их пори-стость и адсорбционную ёмкость. В данной работе определены адсорбционные свойства активированных водным 2М раствором гидроксидом калия продуктов пиролиза лузги подсолнечника (КЛ-21(А)), продуктов пиролиза лузги подсолнечника совмещённых с бентонитовой глиной (КЛГ-21(А)) и продуктов пиролиза из-мельчённых изношенных автомобильных покрышек (КР-21(А)). Спектрофотометрическим методом изу-чена их эффективность в отношении адсорбции метиленового голубого (МГ) – модельного катионного красителя, широко применяемого в оценке поглотительной способности адсорбентов. Установлены ки-нетические зависимости адсорбции, определены предельные адсорбционные способности характеристики экспериментальных материалов в зависимости от концентрации МГ. Результаты экспериментальных исследований позволяют заключить, что активация продуктов пиролиза растениеводческих и коммун-тальных отходов гидроксидом калия улучшает адсорбционные характеристики разработанного матери-ала.
Цели: выявить адсорбционные свойства активированных водным 2М раствором гидроксида калия продуктов пиролиза лузги семян подсолнечника КЛ-21(А), продуктов пиролиза лузги семян подсолнечника совмещённых с бентонитовой глиной КЛГ-21(А) и продуктов пиролиза изношённых автомобильных покрышек КР-21(А).
Методы. Для исследования адсорбционных свойств спектрофотометрическим методом использовался спектрофотометр Nabi MicroDigital (Южная Корея), приборы и реактивы лабораторного назначения.
Результаты. Выявлены графические зависимости величины поглощающей способности от продолжи-тельности и скорости адсорбции, построены, и проанализированы изотермы адсорбции.
Выводы. Получен адсорбционно-активный материал на основе продуктов пиролиза лузги семян подсол-нечника и продуктов пиролиза изношенных автомобильных покрышек. Выявлена адсорбционная ёмкость образцов КЛ-21(А) – 474 мг/г, КЛГ-21(А) – 131 мг/г, КР-21(А) – 351 мг/г. Полученные изотермы детерми-нируются моделью Ленгмюра.
Установлено, что адсорбционное равновесие наступает через 6 часов у КЛ-21(А) и через сутки у КЛГ-21(А) и КР-21(А).
Выявлено, что наибольшая скорость адсорбции характерна для образца КЛ-21(А) и составила 0,00094 ммоль/мин или 0,300 мг/мин в первые 15 минут экспозиции.
Цели: выявить адсорбционные свойства активированных водным 2М раствором гидроксида калия продуктов пиролиза лузги семян подсолнечника КЛ-21(А), продуктов пиролиза лузги семян подсолнечника совмещённых с бентонитовой глиной КЛГ-21(А) и продуктов пиролиза изношённых автомобильных покрышек КР-21(А).
Методы. Для исследования адсорбционных свойств спектрофотометрическим методом использовался спектрофотометр Nabi MicroDigital (Южная Корея), приборы и реактивы лабораторного назначения.
Результаты. Выявлены графические зависимости величины поглощающей способности от продолжи-тельности и скорости адсорбции, построены, и проанализированы изотермы адсорбции.
Выводы. Получен адсорбционно-активный материал на основе продуктов пиролиза лузги семян подсол-нечника и продуктов пиролиза изношенных автомобильных покрышек. Выявлена адсорбционная ёмкость образцов КЛ-21(А) – 474 мг/г, КЛГ-21(А) – 131 мг/г, КР-21(А) – 351 мг/г. Полученные изотермы детерми-нируются моделью Ленгмюра.
Установлено, что адсорбционное равновесие наступает через 6 часов у КЛ-21(А) и через сутки у КЛГ-21(А) и КР-21(А).
Выявлено, что наибольшая скорость адсорбции характерна для образца КЛ-21(А) и составила 0,00094 ммоль/мин или 0,300 мг/мин в первые 15 минут экспозиции.
1. Muradov I., Toshmamatov B.M., Kurbanova N.M., Baratova S.R., Temirova L. Development of A Scheme For The Thermal Processing of Solid Household // International Journal of Advanced Research in Science, Engi-neering and Technology. 2019. Vol. 6. P. 10784 – 10787.
2. Томина Е.В., Ходосова Н.А., Тьен Н.А., Мануковская В.Е., Хай Н.Х. Особенности сорбции метилено-вого голубого биоуглями на основе карбонизатов сосны и березы // Сорбционные и хроматографические процессы. 2024. № 1. С. 44 – 55.
3. Assoc. Ph.D., Nistratov A.V., Prof. Dr., Klushin V.N. Preparation and properties of carbon adsorbents based on plant raw materials and polymeric wast // International scientific journal "machines. technologies. materials. 2019. P. 166 – 170.
4. Oasmaa A., Lehto J., Solantausta Y., Kallio S. Historical review on VTT fast pyrolysis Bio-oil production and upgrading // Journal of Siberian Federal University. Chemistry 2021 P. 489 – 501.
5. Xie Q., Peng P., Liu S., Min M., Cheng Y., Wan Y., Li Y., Lin X., Liu Y., Chen P., Ruan R. Fast microwave-assisted catalytic pyrolysis of sewage sludge for bio-oil production // Bioresource Technology 2014. Vol. 172. P. 162 – 168.
6. Мухин В.М. Активные угли из углеродосодержащих отходов // Физико-химические проблемы ад-сорбции, структуры и химии поверхности нанопористых материалов: Сборник трудов всероссийского сим-позиума с международным участием, посвященный 150-летию российского физикохимика Н.А. Шилова, Москва, 16-20 октября 2023 года. Москва: Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, 2023. С. 29 – 31.
7. Нгуен Д.Т. Адсорбенты из отходов сахарного производства // Инновационные материалы и техноло-гии – 2020: материалы Международной научно-технической конференции молодых ученых, Минск, 09-10 января 2020 года / Белорусский государственный технологический университет. Минск: Белорусский госу-дарственный технологический университет, 2020. С. 461 – 463.
8. Еремин И.С. Разработка сорбирующего материала на основе сахарного тростника // Экология и про-мышленность России. 2017. Т. 21. № 10. С. 14 – 17.
9. Zhang L., Sosa A.C., Walters K.B. Impacts of thermal processing on the physical and chemical properties of pyrolysis oil produced by a modified fluid catalytic cracking pyrolysis process // Energy and Fuels 2016. Vol. 30. P. 7367 – 7378.
10. Mortensena P.M., Grunwaldt J.D., Jensena P.A., Knudsenc K.G., Jensen A.D. A review of catalytic upgrad-ing of bio-oil to engine fuels // Applied Catalysis A: General 2011. Vol. 407. P. 1 – 19.
11. Еремина А.О., Головина В.В., Чесноков Н.В., Кузнецов Б.Н. Углеродные адсорбенты из гидролизно-го лигнина для очистки сточных вод от органических примесей // Journal of Siberian Federal University. С. 100 – 107.
12. Макаревич Е.А., Папина А.В., Черкасовой Е.В., Игнатовой А.Ю. Применение твёрдого углеродного остатка пиролиза автошин в качестве адсорбента для очистки вод от органических веществ // Вестник Куз-басского государственного технического университета. 2019. № 2 (132). С. 96 – 100.
13. Томина Е.В., Ходосова Н.А., Тьен Н.А., Мануковская В.Е., Хай Н.Х. Особенности сорбции метиле-нового голубого биоуглями на основе карбонизатов сосны и березы // Сорбционные и хроматографические процессы. 2024. Т. 24. № 1. С. 44 – 55.
14. Кошелева А.В., Стоянова А.Д., Мухин В.М. Извлечение неорганических загрязнителей из водных растворов на модифицированном угле МеКС // Успехи в химии и химической технологии. 2023. Т. 37. № 14. С. 26 – 28.
15. Дробышев В.М., Ляшенко С.Е., Соболева И.В. Изучение зависимости свойств углеродных волокни-стых адсорбентов от условий их получения // Успехи в химии и химической технологии. 2013. Т. 27. № 1. C. 102 – 109.
16. Vezentsev A.I., Sevastyanov V.S., Yapryntsev M.N., Razdobarin A.E. Study of the material composition of carbon black obtained as a result of MSW thermolysis // Innovations in life sciences. Digital Technologies in Con-struction Engineering. Selected Papers. Сер. "Lecture Notes in Civil Engineering". 2022.С. 375 – 376.
2. Томина Е.В., Ходосова Н.А., Тьен Н.А., Мануковская В.Е., Хай Н.Х. Особенности сорбции метилено-вого голубого биоуглями на основе карбонизатов сосны и березы // Сорбционные и хроматографические процессы. 2024. № 1. С. 44 – 55.
3. Assoc. Ph.D., Nistratov A.V., Prof. Dr., Klushin V.N. Preparation and properties of carbon adsorbents based on plant raw materials and polymeric wast // International scientific journal "machines. technologies. materials. 2019. P. 166 – 170.
4. Oasmaa A., Lehto J., Solantausta Y., Kallio S. Historical review on VTT fast pyrolysis Bio-oil production and upgrading // Journal of Siberian Federal University. Chemistry 2021 P. 489 – 501.
5. Xie Q., Peng P., Liu S., Min M., Cheng Y., Wan Y., Li Y., Lin X., Liu Y., Chen P., Ruan R. Fast microwave-assisted catalytic pyrolysis of sewage sludge for bio-oil production // Bioresource Technology 2014. Vol. 172. P. 162 – 168.
6. Мухин В.М. Активные угли из углеродосодержащих отходов // Физико-химические проблемы ад-сорбции, структуры и химии поверхности нанопористых материалов: Сборник трудов всероссийского сим-позиума с международным участием, посвященный 150-летию российского физикохимика Н.А. Шилова, Москва, 16-20 октября 2023 года. Москва: Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, 2023. С. 29 – 31.
7. Нгуен Д.Т. Адсорбенты из отходов сахарного производства // Инновационные материалы и техноло-гии – 2020: материалы Международной научно-технической конференции молодых ученых, Минск, 09-10 января 2020 года / Белорусский государственный технологический университет. Минск: Белорусский госу-дарственный технологический университет, 2020. С. 461 – 463.
8. Еремин И.С. Разработка сорбирующего материала на основе сахарного тростника // Экология и про-мышленность России. 2017. Т. 21. № 10. С. 14 – 17.
9. Zhang L., Sosa A.C., Walters K.B. Impacts of thermal processing on the physical and chemical properties of pyrolysis oil produced by a modified fluid catalytic cracking pyrolysis process // Energy and Fuels 2016. Vol. 30. P. 7367 – 7378.
10. Mortensena P.M., Grunwaldt J.D., Jensena P.A., Knudsenc K.G., Jensen A.D. A review of catalytic upgrad-ing of bio-oil to engine fuels // Applied Catalysis A: General 2011. Vol. 407. P. 1 – 19.
11. Еремина А.О., Головина В.В., Чесноков Н.В., Кузнецов Б.Н. Углеродные адсорбенты из гидролизно-го лигнина для очистки сточных вод от органических примесей // Journal of Siberian Federal University. С. 100 – 107.
12. Макаревич Е.А., Папина А.В., Черкасовой Е.В., Игнатовой А.Ю. Применение твёрдого углеродного остатка пиролиза автошин в качестве адсорбента для очистки вод от органических веществ // Вестник Куз-басского государственного технического университета. 2019. № 2 (132). С. 96 – 100.
13. Томина Е.В., Ходосова Н.А., Тьен Н.А., Мануковская В.Е., Хай Н.Х. Особенности сорбции метиле-нового голубого биоуглями на основе карбонизатов сосны и березы // Сорбционные и хроматографические процессы. 2024. Т. 24. № 1. С. 44 – 55.
14. Кошелева А.В., Стоянова А.Д., Мухин В.М. Извлечение неорганических загрязнителей из водных растворов на модифицированном угле МеКС // Успехи в химии и химической технологии. 2023. Т. 37. № 14. С. 26 – 28.
15. Дробышев В.М., Ляшенко С.Е., Соболева И.В. Изучение зависимости свойств углеродных волокни-стых адсорбентов от условий их получения // Успехи в химии и химической технологии. 2013. Т. 27. № 1. C. 102 – 109.
16. Vezentsev A.I., Sevastyanov V.S., Yapryntsev M.N., Razdobarin A.E. Study of the material composition of carbon black obtained as a result of MSW thermolysis // Innovations in life sciences. Digital Technologies in Con-struction Engineering. Selected Papers. Сер. "Lecture Notes in Civil Engineering". 2022.С. 375 – 376.
Раздобарин А.Е., Везенцев А.И., Труфанов Д.А. Адсорбция метиленового голубого активированными продуктами пиролиза лузги семян подсолнечника и бытовых отходов // Chemical Bulletin. 2025. Том 8. № 3. 1. https://doi.org/10.58224/2619-0575-2025-8-3-1