Том 8 №2

Архив журнала Chemical Bulletin Том 8 №2

Adsorption of Acetone on HNO3-Treated AG-3 Activated Carbon: Performance and Kinetic Study

https://doi.org/10.58224/2619-0575-2025-8-2-1
Аннотация
The study focuses on enhancing the adsorption of acetone, a prevalent oxygenated volatile organic compound (VOC), using HNO3-modified AG-3 activated carbon (AC) to mitigate its environmental and health impacts. It aims to optimize HNO3 modification of AG-3 AC, targeting enhanced acetone adsorption capacity and improved kinetics.
Methods: In this work, commercial AG-3 was treated with 2 M, 4, M and 6 M HNO3 solutions through reflux heating at 100 °C, followed by washing and drying. Adsorption experiments were conducted using gravimetric analysis at 25 °C and 1 atm, with kinetic data fitted to pseudo-first-order, pseudo-second-order, Elovich, and Mor-ris-Weber models. The modified ACs were evaluated for their specific adsorption capacities and time-dependent adsorption behaviors.
Results: Results showed that HNO3 treatment enhanced acetone adsorption, with the 2 M HNO3-treated AC (HAC-2) exhibited the highest capacity of 0.2951 g/g, a 15 % improvement over unmodified AG-3 (0.2570). Kinetic studies revealed that the pseudo-second-order kinetic model best described the adsorption process, indicating chemisorption as the primary mechanism. As concentration of HNO3 increased (4 M and 6 M), it led to reduced adsorption capacity compared to HAC-2, suggesting excessive oxidation may damage the carbon structure.
Conclusions: The study concludes that the optimal HNO3 concentration for enhancing acetone adsorption on G-3 AC lies around 2 M. This approach highlights the potential of HNO3-modified AG-3 as an effective adsorbent for acetone remediation in adsorption application.
PDF

Бентонит Нальчикского месторождения и возможности его использования как катионного адсорбента

https://doi.org/10.58224/2619-0575-2025-8-2-2
Аннотация
Установлены химические, минералогические, гранулометрические и структурно-морфологические характеристики бентонитовых глин Нальчикского месторождения. Элементный состав содержит В (следовые количества), Al, Si, K, Ca, Ti, Fe. Выявлено, что минералогический состав исследуемой глины сложен монтмориллонитом, клиноптилолитом и низкотемпературным тригональным кварцем. Содержание монтмориллонита 53.0 ± 1.1 масс.%. Максимальный размер частиц составляет 198.7-210.1 мкм, доля таких частиц – 0.69 масс.%. Минимальный размер частиц 0.6-0.9 мкм, доля таких частиц – 1.22 масс.%. По результатам дифференциально-термического анализа зафиксированы 4 эндоэффекта, суммарная потеря массы при прокаливании образца – 16.5 %, с учётом потери свободной воды – 9.5 масс.%. Исследованы адсорбционные характеристики анализируемого бентонита с помощью «модельных» загрязнителей – катионов никеля (II) и красителя метиленового голубого. Установлено, что изотерма адсорбции ионов никеля (II) относится к классу L типу 3, а изотерма адсорбции метиленового голубого относится к классу L типу 2 по классификации Гильса. По результатам исследования показано, что бентонитовая глина Нальчикского месторождения способна отчистить сточные воды до предельно допустимой концентрации катионных загрязнителей.
Цели: исследовать вещественный состав и адсорбционные свойства бентонитовой глины Нальчикско-го месторождения.
Методы. Для определения элементного, фазового и гранулометрического состава, применялось следу-ющее оборудование: просвечивающий электронный микроскоп JEM-2100 (Jeol, Япония), дифрактометр Ultima IV (Rigaku, Япония), совмещенный анализатор ТГ/ДТГ/ДТА SDT Q600 (TA Instruments, Inc., США), анализатор размера частиц Microtrac S3500 (США), а также приборы и реактивы лабораторного назна-чения.
Результаты. Установлен минералогический состав образца глины Нальчикского месторождения; определено массовое содержание монтмориллонита. Изучен гранулометрический состав. Исследованы адсорбционные процессы образца глины по отношению к органическому красителю метиленовому голубо-му и ионам никеля (II).
Выводы. Установлен минералогический состав образца глины Нальчикского месторождения: монтмо-риллонит, клиноптилолит и низкотемпературный тригональный кварц. Содержание монтмориллонита составляет 53.0 ± 1.1 масс.%. Максимальный размер частиц фракции в исследуемом образце глины – 198.7˗210.1 мкм, доля таких частиц – 0,69 масс.%. Минимальный размер частиц фракции 0.6-0.9 мкм, доля частиц – 1.22 масс.%. Исследованы адсорбционные процессы образца глины по отношению к органическому красителю метиленовому голубому и ионам никеля (II). Показано, что глина Нальчикского месторождения способна отчистить сточные воды от указанных катионных загрязнителей до нормативных требований.
PDF

Оксид алюминия для жидкостных фильтров

https://doi.org/10.58224/2619-0575-2025-8-2-3
Аннотация
Жидкостная фильтрация является важным процессом во многих высокотехнологичных и критически важных производственных секторах. Традиционные фильтрующие материалы обладают рядом ограничений. Анодный оксид алюминия выделяется благодаря своей уникальной высокоупорядоченной нанопористой структуре, высокой термической и химической стойкости, а также возможность функ-ционализации поверхности. Основными областями успешного использования нанопористых фильтров из оксида алюминия являются фармацевтика и биотехнологии, микроэлектроника, пищевая промышлен-ность, а также другие специализированные экологические и промышленные задачи. Всесторонняя оценка жидкостных фильтров из оксида алюминия с размером пор 100 нм, сравнение с альтернативными техно-логиями фильтрации показала их неоспоримые преимущества в условиях высоких температур и агрессив-ной химической среды. Однако сохраняются и существенные проблемы, в первую очередь связанные со стоимостью, загрязнением, потенциальной хрупкостью, а также необходимостью дальнейшего улучше-ния долговременной стабильности некоторых фаз оксида алюминия или в экстремально жестких условиях эксплуатации.
PDF

Перспективы развития и анализ сырья для производства биоэтанола

https://doi.org/10.58224/2619-0575-2025-8-2-4
Аннотация
Цель работы – рассмотрение биоэтанола в качестве перспективного возобновляемого топлива, анализ технологии его производства, сырьевой базы, технологических поколений, а также структуры мирового рынка и экологической роли.
Методы заключаются в анализе исторического развития технологии. Обзоре сырьевой базы (сахаро-содержащие, крахмалсодержащие, лигноцеллюлозные материалы) и анализе мирового опыта (Бразилия, США, ЕС) и потенциала России. Освещается история развития биоэтанола, начиная с первых разработок Генри Форда и заканчивая современными тенденциями и технологиями. Анализируются факторы, способствующие росту интереса к технологии производства биоэтанола. Рассматриваются различные поколения биоэтанола. Особое внимание уделяется обзору мирового рынка биоэтанола, его текущему состоянию и прогнозам роста, обусловленным строгими экологическими нормами и увеличением использования биотоплива в транспортной отрасли.
Результаты. Систематизированы данные по различным поколениям биоэтанола, их преимуществам и недостаткам. Приведен сравнительный анализ эффективности разных видов сырья (урожайность, выход этанола). Дана оценка перспектив России в развитии биоэтаноловой отрасли на фоне мирового опыта. В статье рассмотрены сырьевая база и технологии производства биоэтанола первого поколения из сахар-ного тростника, кукурузы, пшеницы, сахарной свеклы. Помимо этого, рассматриваются перспективные направления технологии получения биоэтанола второго и третьего поколений. Особое внимание уделено сравнению эффективности разных видов сырья: сахаросодержащих культур (сахарная свекла, тростник), крахмалсодержащих (зерновые, картофель) и лигноцеллюлозных отходов (солома, древесина, мискантус). Подчеркивается экологическая роль биоэтанола и его значение для энергетической безопасности.
Выводы. Сахаросодержащее сырьё демонстрирует высокую эффективность, однако его использование ограничено сезонностью и конкуренцией с пищевой промышленностью. Крахмалсодержащие культуры обеспечивают стабильный выход этанола, но требуют дополнительных этапов гидролиза и. Лигноцеллю-лозное сырьё не конкурирует с пищевыми ресурсами, но требует более сложных технологий переработки. Лидеры рынка – Бразилия (тростниковый этанол), США (кукурузный), ЕС (лигноцеллюлозные технологии).
PDF