Информация о статье

Информация о статье
Об авторах
Список литературы

Кислотно-основная активация углеродсодержащего сорбционного материала и его применение для извлечения красителя метиленовый голубой из водных сред

Авторы

Старостина Ирина Викторовна¹, Половнева Дария Олеговна², Макридина Юлия Леонидовна³, Локтионова Екатерина Владимировна⁴

¹ ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова», Белгород, Россия

² ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова», Белгород, Белгород, Российская Федерация

³ ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова», Белгород, Россия

⁴ ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологиче- ский университет им. В. Г. Шухова», г. Белгород, Россия.

Выпуск

2021, 4

Ключевые слова

кизельгуровый шлам, кислотная актива- ция, кислородсодержащие функциональные группы, краситель метиленовый голубой, сорбционная емкость, сорбция, углерод- содержащий сорбционный материал, щелочная активация

Аннотация

Представлены результаты использования термомодифицированного кизельгурового шлама производства растительных масел (ТКШ 500) исходного и активированного 30%-м раствором азотной кислоты (ТКШ 500к) и 1М раствором гидроксида натрия (ТКШ 500щ) для очистки модельных раство - ров от красителя метиленовый голубой (МГ). Максимальное ак- тивирующее воздействие достигнуто в результате кислотной обработки , что приводит к увеличению на 38 % общей кислот - ности сорбционного материала по сравнению с исходным . Показано , что изотермы сорбции красителя на исходном и акти - вированных образцах ТКШ 500 имеют S-образный вид. В области малых концентраций красителя происходит образование моно - слоя , при увеличении содержания красителя сорбция приобре - тает полимолекулярный характер . Анализ ИК-спектров сорбци - онных материалов после адсорбции красителя МГ показал сме- щение в низкочастотную область положений полос в областях , отвечающих колебаниям связей О–Н и С=О, что свидетельству - ет об ионизации гидроксильных и карбоксильных групп , при- сутствующих в сорбционных материалах , и образовании связи между ними и молекулой МГ. Старостина Ирина Викторовна – кандидат технических наук , доцент кафедры промышленной экологии , e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript.; Половнева Дария Олеговна – инженер кафедры промышленной экологии ; Макридина Юлия Леонидовна – ассистент кафедры промышленной экологии ; Локтионова Екатерина Владимировна – преподаватель колледжа высоких технологий , ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологиче - ский университет им. В. Г. Шухова », г. Белгород , Россия . ВОПРОСЫ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ И ПРАКТИКИ . 30Синтетические красители формируют целый класс химических веществ , которые широко используются в различных отраслях промыш - ленности . Основным потребителем является легкая промышленность . В настоящее время в мире выпускается более 100 тыс. красителей общим объемом около 1 млн т, из которых порядка 50 % составляют текстильные . Красильно -отделочное производство отличается значительной сложно - стью процесса и высоким уровнем водопотребления . Широкий ассорти - мент выпускаемой продукции формирует и перечень разнообразных тех- нологических растворов для окраски и отделки тканей . В результате обра - зуются сточные воды , содержащие не только красящие вещества , но и це- лый комплекс загрязняющих компонентов – щелочи , кислоты , поверхно - стно -активные вещества , взвешенные и коллоидные частицы . Для очистки сточных вод, характеризующихся высокой цветностью , на текстильных предприятиях используют различные методы – механиче - ские , химические и физико -химические , включая электрохимические , ко- торые условно можно разделить на деструктивные и недеструктивные [1]. Деструктивные основаны на разложении органических веществ в ре- зультате процессов окисления с образованием газообразных или низкомо - лекулярных продуктов реакции . При этом используются химическое , электрохимическое и биохимическое окисление . Недеструктивные методы , основанные на концентрировании органи - ческих веществ без их разложения , включают , главным образом , физико - химические процессы – коагуляцию , флокуляцию , флотацию , сорбцию , мембранное разделение и выпаривание [2]. Из большого числа недеструк - тивных методов в системах очистки окрашенных сточных вод широкое распространение получили адсорбционные процессы , что обусловлено их универсальностью , доступностью и высокой эффективностью . Используя сорбционные технологии , можно добиться снижения содержания загряз - няющих веществ до нормативных значений в воде промышленного , обо- ротного , санитарно -бытового и рыбохозяйственного назначения с одно - временной утилизацией или регенерацией извлеченных компонентов . В качестве сорбционных материалов традиционно используются активи - рованные угли . Однако они характеризуются высокой стоимостью и необ - ходимостью регенерации , что приводит к значительному удорожанию системы очистки сточных вод. Поэтому наиболее перспективным является использование в качестве адсорбентов недорогих природных материалов , а также отходов промышленного и сельскохозяйственного производст - ва [3, 4]. В настоящее время в качестве потенциальных адсорбентов все чаще привлекают внимание углеродминеральные материалы , обладающие бифункциональными свойствами , то есть проявляющие высокую актив - ность как в отношении ионов тяжелых металлов , так и органических со- единений , в том числе и красителей . Существуют различные технологии получения подобных сорбцион - ных материалов : смешение активированного угля, углеродсодержащего и глинистого сырья , силикагелей и т.д., а также использование карбониза - ции растительных остатков – скорлупы грецкого или кедрового орехов , рисовой лузги , смеси минерального и растительного сырья или отходов органоминерального состава – сапропеля , дефеката , диатомитового шлама и др. [3, 5 – 8]

Как цитировать статью

Старостина И. В., Половнева Д. О., Макридина Ю. Л., Локтионова Е. В. Кислотно-основная активация углеродсодержащего сорбционного материала и его применение для извлечения красителя метиленовый голубой из водных сред // Вопросы современной науки и практики. — 2021. — № 4(82). — С. 029-038.

Скачать PDF

(Количество скачиваний:19)

Скачать XML

DOI:

10.17277/voprosy.2021.04.pp.029-038

Страницы:

029-038

Просмотров:

Старостина Ирина Викторовна

ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова»

Белгород, Россия

кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой экобиотехнологии

ORCID: 0000-0000-2474-4152

Половнева Дария Олеговна

ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова», Белгород

Белгород, Российская Федерация

аспирант кафедры экобиотехнологии

Макридина Юлия Леонидовна

ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова»

Белгород, Россия

старший преподаватель кафедры экобиотехнологии

Локтионова Екатерина Владимировна

ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологиче- ский университет им. В. Г. Шухова», г. Белгород, Россия.

преподаватель колледжа высоких технологий

Синькович, В. О. Оптимизация процесса очистки сточных вод, образую- щихся при окрасе и отделке тканей / В. О. Синькович, Л. А. Шибека // Труды Кольского научного центра РАН. – 2019. – Т. 10, № 1-3. – С. 318 – 322. doi: 10.25702/KSC.2307-5252.2019.10.1.318-322
Катализаторы на основе мезопористого диоксида кремния для окисления азокрасителей в сточных водах / Т. В. Конькова, М. Г. Гордиенко, М. Б. Алехи- на [и др.] // Катализ в промышленности. – 2015. – № 6. – С. 56 – 61. doi: 10.18412/1816-0387-2015-6-56-61
Ельников, Д. А. Влияние температурной обработки дефеката на эффектив- ность очистки модельных растворов от красителей / Д. А. Ельников, Ж. А. Свер- гузова, С. В. Свергузова // Вестн. Белгородского гос. технол. ун-та им. В. Г. Шухова. –
– № 2. – С. 144 – 147.
Использование биомассы абрикосовых косточек в качестве материала для из- влечения метиленового голубого из водных сред / С. В. Свергузова, Ю. А. Вино- граденко, И. Г. Шайхиев [и др.] // Экология и промышленность России. – 2020. – Т. 24, № 11. – С. 36 – 40. doi: 10.18412/1816-0395-2020-11-36-40
Получение углеродсодержащих сорбционных материалов из вторичного растительного сырья / А. И. Везенцев, Хоай Тьяну Нгуен, Н. Г. Габрук [и др.] // Науч. ведомости Белгородского гос. ун-та. Серия: Естественные науки. – 2017. – № 18 (267). – С. 15 – 20.
Evaluating the Properties of Organic and Mineral Sludge as a Raw Material for the Production of Sorption Material / Zh. A. Sapronova, Yu. L. Makridina, I. V. Starostina [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. –
– Vol. 624. – P. 012211. doi:10.1088/1755-1315/624/1/012211
Меретин, Р. Н. Сорбционные свойства угольно-минерального сорбента на основе рисовой лузги по отношению к ионам тяжелых металлов / Р. Н. Мере- тин // Сорбционные и хроматографические процессы. – 2019. – Т. 19, № 6. – С. 703 – 710. doi: 10.17308/sorpchrom.2019.19/2232
Коваленко, Т. А. Углеродминеральный сорбент из сапропеля для ком- плексной очистки сточных вод / Т. А. Коваленко, Л. Н. Адеева // Химия в интере- сах устойчивого развития. – 2010. – Т. 18, № 2. – С. 189 – 195.
Диденко, Т. А. Кислотно-основная активация углеродноминерального материала и его применение для извлечения ионов меди (II) из водных растворов / Т. А. Диденко, А. О. Богданова // Омский научный вестник. – 2015. – № 3 (143). – С. 358 – 361.
Котова, Д. Л. Равновесная сорбция метиленового голубого на клинопти- лолите / Д. Л. Котова, А. И. Сокрюкина, Т. А. Крысанова // Сорбционные и хро- матографические процессы. – 2019. – Т. 19, № 2. – С. 174 – 178. doi: 10.17308/ sorpchrom.2019.19/735
Отработанный кизельгуровый шлам маслоэкстракционного производства – сырье для получения сорбционного материала / И. В. Старостина, С. В. Свергузо- ва, Д. В. Столяров [и др.] // Вестн. технол. ун-та. – 2017. – Т. 20, № 16. – С. 133 – 136.
Петренко, Д. Б. Модифицированный метод Боэма для определения гид- роксильных групп в углеродных трубках / Д. Б. Петренко // Вестн. Московского гос. областного ун-та. – 2012. – № 1. – С. 157 – 160.
Тарасевич, Б. Н. ИК спектры основных классов органических соеди- нений. Справочные материалы / Б. Н. Тарасевич. – М. : МГУ, 2012. – 54 с.
Tafulo, R. A. R. On the “Concentration-Driven” Methylene Blue Dimerization / R. A. R. Tafulo, R. B. Queiros, G. Gonzalez-Aguilar // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. – 2009. – Vol. 73, No. 2. – Р. 295 – 300.

Yandex.Metrika