Русский
English
Цели: в работе рассмотрена проблема загрязнения окружающей среды нефтью и нефтепродуктами, и обосновывается возможность использования карбонизата лузги семян подсолнечника в качестве эффективного и экономически доступного адсорбента для тонкой очистки природных вод от нефтяных загрязнений.
Методы. Методом термического анализа (термогравиметрия и дифференциальная сканирующая калориметрия) исследованы физико-химические процессы пиролиза лузги семян подсолнечника в окислительно-воздушной и безкислородной (аргоновой) средах. Адсорбционные испытания проведены по ГОСТу № 33627-2015 с использованием сырой нефти месторождения Ямала и авиационного керосина марки ТС-1. Селективность адсорбента оценена в модельной системе «нефть-вода», десорбционные характеристики изучены методом гравиметрии при комнатной температуре.
Результаты. Установлены основные стадии термоокислительной деструкции и пиролиза лузги семян подсолнечника: дегидратация (до 248-254 °C), выделение летучих органических веществ (248-361 °C) и карбонизация (361-820 °C); выход твёрдого углеродного остатка в инертной среде (13,2%) в 2,5 раза выше, чем в воздушной. Показано, что поглотительная ёмкость карбонизата по сырой нефти достигает 1,84 г/г, по керосину – 1,11 г/г, что сопоставимо с известными адсорбентами из растительного сырья. Подтверждена селективность адсорбента в водной среде. Установлен двухстадийный характер десорбции керосина: быстрая потеря 9,3% за первые 1,5 часа и замедленная десорбция до 48 часов.
Выводы. Установлено, что карбонизат лузги семян подсолнечника демонстрирует высокую термическую стабильность, конкурентоспособную нефтеёмкость и селективность по отношению к нефтепродуктам. Исключение энергозатратной стадии активации позволяет значительно снизить себестоимость адсорбента. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности использования продуктов пиролиза лузги семян подсолнечника для создания эффективных средств ликвидации нефтяных загрязнений.
Методы. Методом термического анализа (термогравиметрия и дифференциальная сканирующая калориметрия) исследованы физико-химические процессы пиролиза лузги семян подсолнечника в окислительно-воздушной и безкислородной (аргоновой) средах. Адсорбционные испытания проведены по ГОСТу № 33627-2015 с использованием сырой нефти месторождения Ямала и авиационного керосина марки ТС-1. Селективность адсорбента оценена в модельной системе «нефть-вода», десорбционные характеристики изучены методом гравиметрии при комнатной температуре.
Результаты. Установлены основные стадии термоокислительной деструкции и пиролиза лузги семян подсолнечника: дегидратация (до 248-254 °C), выделение летучих органических веществ (248-361 °C) и карбонизация (361-820 °C); выход твёрдого углеродного остатка в инертной среде (13,2%) в 2,5 раза выше, чем в воздушной. Показано, что поглотительная ёмкость карбонизата по сырой нефти достигает 1,84 г/г, по керосину – 1,11 г/г, что сопоставимо с известными адсорбентами из растительного сырья. Подтверждена селективность адсорбента в водной среде. Установлен двухстадийный характер десорбции керосина: быстрая потеря 9,3% за первые 1,5 часа и замедленная десорбция до 48 часов.
Выводы. Установлено, что карбонизат лузги семян подсолнечника демонстрирует высокую термическую стабильность, конкурентоспособную нефтеёмкость и селективность по отношению к нефтепродуктам. Исключение энергозатратной стадии активации позволяет значительно снизить себестоимость адсорбента. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности использования продуктов пиролиза лузги семян подсолнечника для создания эффективных средств ликвидации нефтяных загрязнений.
1. Махотлова М.Ш., Темботов Т.М. Влияние нефтяных загрязнений на окружающую среду // Международный научно-исследовательский журнал. 2016. № 3 (45). С. 105 – 107. DOI:10.18454/IRJ.2016.45.085
2. Ковехова А.В., Земнухова Л.А., Арефьев О.Д. Неорганические компоненты плодовых оболочек подсолнечника // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2017. Т. 7. № 3. С. 8 – 18. DOI: 10.21285/2227-2925-2017-7-3-9-18
3. Рузянова А.А., Темникова О.Е. Новые способы использования отходов масложирового производства // Международные научно-практические конференции. Москва, 2018. С. 210 – 214.
4. Ахмедзянова Р.Р., Тунцев Д.В., Валеева Р.Т. Отходы подсолнечника – экономически перспективные виды сырья для производства биотехнологических продуктов / Технологический университет. Казань, 2022. C. 10 – 11.
5. Кудрявцева О.П., Бальчугова А.Е., Схведиани Ю.А., Смятская Т.Ю. Технологическая и аппаратурная схема переработки отходов масложировой промышленности для производства нефтесорбентов // Экология и промышленность России. 2024. Т. 28. № 3. С. 4 – 10. DOI 10.18412/1816-0395-2024-3-4-10
6. Zhang Y., Li H., Liu Y. et al. Adsorption of crude oil by biochar derived from sunflower seed husk: kinetic and thermodynamic study // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2022. Vol. 10. Iss. 3. P. 107654. DOI: 10.1016/j.jece.2022.107654. (Scopus, Q1).
7. Wang S., Zhu Y., Xu X. et al. Pyrolysis of sunflower husk for production of porous carbon and its application in oil spill cleanup // Biomass and Bioenergy. 2023. Vol. 168. P. 106675. DOI: 10.1016/j.biombioe.2022.106675. (Scopus, Q1).
8. Kumar A., Singh R., Srivastava V. Sunflower husk-derived activated carbon for efficient removal of diesel oil from aqueous solutions // Environmental Science and Pollution Research. 2024. Vol. 31. Iss. 5. P. 7200 – 7215. DOI: 10.1007/s11356-023-31587-3. (Scopus, Q2).
9. Зубкова О.С., Торопчина М.А., Чихачева А.В., Кудинова А.А. Получение гранулированного сорбента на основе активного угля для очистки нефтезагрязнённых сточных вод // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2022. № 4 (216). С. 77 – 84. DOI 10.17213/1560-3644-2022-4-77-84
10. Раздобарин А.Е., Везенцев А.И., Труфанов Д.А., Соколовский П.В. Вещественный состав и адсорбционные характеристики продуктов пиролиза лузги семян подсолнечника // Innovations in life sciences: Сборник материалов V Международного симпозиума. Белгород. 2023. С. 375 – 376.
11. Chen H., Zhao Y., Li P. Thermal degradation and carbonization of lignocellulosic biomass: TG-FTIR analysis of sunflower husk // Renewable Energy. 2022. Vol. 189. P. 1152 – 1164. DOI: 10.1016/j.renene.2022.03.075. (Scopus, Q1).
12. Liang X., Zhang Q., Liu H. One-step pyrolysis without activation for obtaining efficient oil adsorbents from sunflower husk // Industrial Crops and Products. 2025. Vol. 195. P. 116724. DOI: 10.1016/j.indcrop.2023.116724. (Scopus, Q1).
13. Lee J., Park S., Kim Y. Desorption behavior of light hydrocarbons from spent carbon sorbents: implications for safe disposal // Journal of Hazardous Materials. 2024. Vol. 462. P. 132785. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2023.132785. (Scopus, Q1).
14. Petrova N., Ivanov A., Smirnova T. Low-cost carbon sorbents from agricultural waste for oil spill remediation: a review // Journal of Cleaner Production. 2023. Vol. 395. P. 136402. DOI: 10.1016/j.jclepro.2023.136402. (Scopus, Q1).
15. Веприкова Е.В., Терещенко Е.А., Чесноков Н.В. Особенности очистки воды от нефтепродуктов с использованием нефтяных сорбентов, фильтрующих материалов и активных углей // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Химия. 2010. Т. 3. № 3. С. 285 – 304. DOI:10.17516/1998-2836-2010-3-3-285-304
16. Gao J., Wu F., Chen M. et al. Surface modification of biochar from sunflower husk for enhanced sorption of petroleum hydrocarbons // Chemical Engineering Journal. 2025. Vol. 485. P. 149876. DOI: 10.1016/j.cej.2025.149876. (Scopus, Q1).
17. Рудковский А.В., Фетисова О.Ю., Чесноков Н.В. Сорбция нефтепродуктов углеродными сорбентами из коры лиственницы сибирской // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Химия. 2016. Т. 9. № 1. С. 109 – 118. DOI:10.17516/1998-2836-2016-9-1-109-118
18. Везенцев А.И., Раздобарин А.Е., Япрынцев М.Н., Соколовский П.В., Труфанов Д.С. Фазовый состав и структурно-морфологические характеристики продуктов пиролиза растениеводческих и коммунальных отходов // Вестник Технологического университета. 2024. Т. 27. № 2. С. 71 – 76. DOI:10.55421/1998-7072_2024_27_2_71
19. Radi M., Szabo L., Toth J. Comparative study on oil sorption capacity of biochars from different agricultural residues // Environmental Technology. 2023. Vol. 44. Iss. 20. P. 2985 – 2998. DOI: 10.1080/09593330.2022.2055623. (Scopus, Q2).
20. Mousa S., Abbas H., El-Ghaffar M. Adsorptive removal of kerosene from water using pyrolyzed sunflower hulls: equilibrium and kinetic modeling // Desalination and Water Treatment. 2024. Vol. 317. P. 100262. DOI: 10.5004/dwt.2024.30182. (Scopus, Q3).
2. Ковехова А.В., Земнухова Л.А., Арефьев О.Д. Неорганические компоненты плодовых оболочек подсолнечника // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2017. Т. 7. № 3. С. 8 – 18. DOI: 10.21285/2227-2925-2017-7-3-9-18
3. Рузянова А.А., Темникова О.Е. Новые способы использования отходов масложирового производства // Международные научно-практические конференции. Москва, 2018. С. 210 – 214.
4. Ахмедзянова Р.Р., Тунцев Д.В., Валеева Р.Т. Отходы подсолнечника – экономически перспективные виды сырья для производства биотехнологических продуктов / Технологический университет. Казань, 2022. C. 10 – 11.
5. Кудрявцева О.П., Бальчугова А.Е., Схведиани Ю.А., Смятская Т.Ю. Технологическая и аппаратурная схема переработки отходов масложировой промышленности для производства нефтесорбентов // Экология и промышленность России. 2024. Т. 28. № 3. С. 4 – 10. DOI 10.18412/1816-0395-2024-3-4-10
6. Zhang Y., Li H., Liu Y. et al. Adsorption of crude oil by biochar derived from sunflower seed husk: kinetic and thermodynamic study // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2022. Vol. 10. Iss. 3. P. 107654. DOI: 10.1016/j.jece.2022.107654. (Scopus, Q1).
7. Wang S., Zhu Y., Xu X. et al. Pyrolysis of sunflower husk for production of porous carbon and its application in oil spill cleanup // Biomass and Bioenergy. 2023. Vol. 168. P. 106675. DOI: 10.1016/j.biombioe.2022.106675. (Scopus, Q1).
8. Kumar A., Singh R., Srivastava V. Sunflower husk-derived activated carbon for efficient removal of diesel oil from aqueous solutions // Environmental Science and Pollution Research. 2024. Vol. 31. Iss. 5. P. 7200 – 7215. DOI: 10.1007/s11356-023-31587-3. (Scopus, Q2).
9. Зубкова О.С., Торопчина М.А., Чихачева А.В., Кудинова А.А. Получение гранулированного сорбента на основе активного угля для очистки нефтезагрязнённых сточных вод // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2022. № 4 (216). С. 77 – 84. DOI 10.17213/1560-3644-2022-4-77-84
10. Раздобарин А.Е., Везенцев А.И., Труфанов Д.А., Соколовский П.В. Вещественный состав и адсорбционные характеристики продуктов пиролиза лузги семян подсолнечника // Innovations in life sciences: Сборник материалов V Международного симпозиума. Белгород. 2023. С. 375 – 376.
11. Chen H., Zhao Y., Li P. Thermal degradation and carbonization of lignocellulosic biomass: TG-FTIR analysis of sunflower husk // Renewable Energy. 2022. Vol. 189. P. 1152 – 1164. DOI: 10.1016/j.renene.2022.03.075. (Scopus, Q1).
12. Liang X., Zhang Q., Liu H. One-step pyrolysis without activation for obtaining efficient oil adsorbents from sunflower husk // Industrial Crops and Products. 2025. Vol. 195. P. 116724. DOI: 10.1016/j.indcrop.2023.116724. (Scopus, Q1).
13. Lee J., Park S., Kim Y. Desorption behavior of light hydrocarbons from spent carbon sorbents: implications for safe disposal // Journal of Hazardous Materials. 2024. Vol. 462. P. 132785. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2023.132785. (Scopus, Q1).
14. Petrova N., Ivanov A., Smirnova T. Low-cost carbon sorbents from agricultural waste for oil spill remediation: a review // Journal of Cleaner Production. 2023. Vol. 395. P. 136402. DOI: 10.1016/j.jclepro.2023.136402. (Scopus, Q1).
15. Веприкова Е.В., Терещенко Е.А., Чесноков Н.В. Особенности очистки воды от нефтепродуктов с использованием нефтяных сорбентов, фильтрующих материалов и активных углей // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Химия. 2010. Т. 3. № 3. С. 285 – 304. DOI:10.17516/1998-2836-2010-3-3-285-304
16. Gao J., Wu F., Chen M. et al. Surface modification of biochar from sunflower husk for enhanced sorption of petroleum hydrocarbons // Chemical Engineering Journal. 2025. Vol. 485. P. 149876. DOI: 10.1016/j.cej.2025.149876. (Scopus, Q1).
17. Рудковский А.В., Фетисова О.Ю., Чесноков Н.В. Сорбция нефтепродуктов углеродными сорбентами из коры лиственницы сибирской // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Химия. 2016. Т. 9. № 1. С. 109 – 118. DOI:10.17516/1998-2836-2016-9-1-109-118
18. Везенцев А.И., Раздобарин А.Е., Япрынцев М.Н., Соколовский П.В., Труфанов Д.С. Фазовый состав и структурно-морфологические характеристики продуктов пиролиза растениеводческих и коммунальных отходов // Вестник Технологического университета. 2024. Т. 27. № 2. С. 71 – 76. DOI:10.55421/1998-7072_2024_27_2_71
19. Radi M., Szabo L., Toth J. Comparative study on oil sorption capacity of biochars from different agricultural residues // Environmental Technology. 2023. Vol. 44. Iss. 20. P. 2985 – 2998. DOI: 10.1080/09593330.2022.2055623. (Scopus, Q2).
20. Mousa S., Abbas H., El-Ghaffar M. Adsorptive removal of kerosene from water using pyrolyzed sunflower hulls: equilibrium and kinetic modeling // Desalination and Water Treatment. 2024. Vol. 317. P. 100262. DOI: 10.5004/dwt.2024.30182. (Scopus, Q3).
Везенцев А.И., Раздобарин А.Е., Труфанов Д.А., Кожухова Е.И. Адсорбция нефтепродуктов карбонизатом лузги семян подсолнечника // Chemical Bulletin. 2026. Том 9. № 3. 4. https://doi.org/10.58224/2619-0575-2026-9-3-4