2025-2

VSNiP

Problems of Contemporary Science and Practice. Vernadsky University

Вопросы современной науки и практики. Университет имени В.И. Вернадского

2541-853X 1990-9047

ФГБОУ ВО «Тамбовский государственный технический университет»

10.17277/voprosy.2025.02.pp.055-068

12268

Version of Record

A Study of Sorption Processes of Anionic Dye by Carbon-Containing Adsorbents Based on Oil Extraction Waste Products

Изучение процессов сорбции анионного красителя углеродсодержащими адсорбентами на основе отхода маслоэкстракционного производства

Polovneva

D. O.

Starostina

I. V.

Denisova

L. V.

Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov, Belgorod, Russian Federation Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov, Belgorod, Russian Federation

adsorption isotherms kieselguhr sludge acidic dye sorption models pollutant wastewater carbon-containing adsorption material chemical activation

изотермы адсорбции кизельгуровый шлам кислотный краситель модели сорбции поллютант сточные воды углеродсодержащий адсорбционный материал химическая активация

Deprecated: htmlspecialchars(): Passing null to parameter #1 ($string) of type string is deprecated in /usr/local/www/vernadsky/data/page/admin_article_edit.php on line 308

Работа выполнена в рамках реализации федеральной программы под-держки университетов «Приоритет 2030» с использованием оборудования на базе Центра высоких технологий БГТУ им. В. Г. Шухова.

2025

2 квартал 2025 года

2 2

2025

, , , D. O. Polovneva, I. V. Starostina, L. V. Denisova

Представлены результаты исследований характера процессов сорбции кислотного красителя эозина Н на поверхности нативного и химически активированных углеродсодержащих сорбционных материалов, полученных термолизом при температуре 500 °С отработанного кизельгурового шлама ТКШ 500 – отхода маслоэкстракционного производства. В качестве активаторов использовали 1М раствор гидроксида натрия, концентрированную азотную кислоту и ее 10%-й и 30%-й растворы, 30%-й раствор пероксида водорода, 20%-й раствор хлорида натрия. Согласно полученным результатам, максимальная сорбционная емкость (0,0047 ммоль /г) характерна для ТКШ 500, активированного 30%-м раствором HNO3. Величина адсорбции и равновесная концентрация рассматриваемых сорбционных материалов математически обработаны с использованием уравнений регрессии моделей сорбции с получением коэффициентов детерминации. Определены термодинамические параметры адсорбционного процесса для каждого сорбента – кoнcтaнты сорбционного paвновeсия и свободная энергия Гиббса. Полученные результаты показали, что сорбция красителя эозина Н преимущественно является полимолекулярной.

1. Konkova T.V, Rysev A.P, Malkova Yu.O. [Kinetics and mechanism of adsorption of anionic dyes on montmorillonite modified with sodium metasilicate], Zhurnal fizicheskoy khimii [Journal of Physical Chemistry], 2021, vol. 95, no. 1, pp. 28-33. doi: 10.31857/S004445372101012X (In Russ., abstract in Eng.).

2. Gubari M.K., Alekseeva N.V., Baziyani G.I., Taha V.S. [Methods of removing pigments from wastewater], Izvestiya Tomskogo politekhni-cheskogo universiteta. Inzhiniring Georesursov [Proceedings of Tomsk Polytechnic University. Georesource engineering], 2021, vol. 332, no. 7, pp. 54-64. doi: 10.18799/24131830/2021/7/3263 (In Russ., abstract in Eng.).

3. Strebel A., Behringer M., Hilbig H., Machner A., Helmreich B. Anionic azo dyes and their removal from textile wastewater through adsorption by various Adsorbents: a Critical Review, Frontiers in Environmental Engineering, 2024, vol. 3, pp. 01-17. doi: 10.3389/fenve.2024.1347981

4. Ivanova O.S., Edelman I.S., Sokolov A.E., Svetlitsky E.U., Zharkov S.M. [et al.] [Adsorption of organic dyes by magnetic nanoparticles], Izvestiya Rossiyskoy akademii nauk. Seriya fizicheskaya [News of the Russian Academy of Sciences. Physical Series], 2023, vol. 87, no.3, pp. 390-395. doi: 10.31857/S0367676522700685 (In Russ., abstract in Eng.).

5. Ramazanova G.R. PhD of Candidate’s thesis (Chemistry), Moscow, 2016, 186 p. (In Russ).

6. Ananyeva E.A. [Sorption spectrophotometric determination of anionic food dyes], Vestnik magistratury [Bulletin of the Magistracy], 2019, vol. 96, no. 9-1, pp. 17-20. (In Russ., abstract in Eng.).

7. Konkova T.V., Gordienko M.G., Alyokhina M.B., Menshutina N.V., Kirik S.D. [Catalysts based on mesoporous silicon dioxide for the oxidation of azo dyes], Kataliz v promyshlennosti [Catalysis in industry], 2015,vol. 6, no. 15, pp. 56-61. doi: 10.18412/1816-0387-2015-6-56-61 (In Russ., abstract in Eng.).

8. Abdyldabekov K.T., Talentbek K.B., Ryspekova A.R., Zholdoshbekov E.Zh. [Analysis of the wastewater quality of a textile enterprise], Vestnik Kyrgyzsko- Rossiyskogo Slavyanskogo universiteta [Bulletin of the Kyrgyz-Russian Slavic University], 2018, vol. 18, no. 4, pp. 79-81. (In Russ., abstract in Eng.).

9. Romanovsky V.I., Likhavitsky B.B., Pilipenko M.V. [Comparative analysis of wastewater treatment methods from dyes], Voda Magazine [Water magazine], 2016, no. 12(112), pp. 54-59. (In Russ., abstract in Eng.).

10. Omurzakova A.B. [Wastewater treatment of petrochemical and oil refining enterprises from petroleum products with modified carbonate sludge], Izvestiya Kyrgyzskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta im. I. Razzakova [Proceedings of the Kyrgyz State Technical University named after I. Razzakov], 2014, no. 32-1, pp. 358-363. (In Russ., abstract in Eng.).

11. Samonin B.B., Spiridonova E.A., Zotov A.S., Podvyaznikov M.L., Garabagiu A.B. [Chemical structure, porous structure and sorption properties of adsorbents from organic technogenic substrates], Zhurnal obshchey khimii [Journal of General Chemistry], 2021, vol. 91, no. 8, pp. 1284-1308. doi:

10.31857/S0044460X21080175 (In Russ., abstract in Eng.).

12. Raboyagov K.V., Ratushnaya A.D., Bakhtin A.C. [Comparison of sorption activity of various activated carbons], Uchenyye zapiski Krymskogo federal'nogo universiteta imeni V.I. Vernadskogo. Biologiya. Khimiya [Scientific Notes of the V.I. Vernadsky Crimean Federal University. Biology. Chemistry], 2022, vol. 8, no. 1, pp. 224-235. (In Russ., abstract in Eng.).

13. Sverguzova S.V., Sapronova Zh.A., Loktionova E.V., Sysa V.I., Shaikhiev I.G. [The use of a vegetable sorbent to extract the Congo red dye from model solutions], Chemical Bulletin [Chemical Bulletin], 2021, vol. 4, no. 1, pp. 44-55. (In Russ., abstract in Eng.).

14. Sverguzova S.V., Shaikhiev I.G., Sapronova Zh.A., Lupandina N.S., Voronina Yu.S., Gafarov R.R. [Physico-chemical properties of bleached clay], Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Seriya khimiya i khimicheskaya tekhnologiya [News of higher educational institutions. Chemistry and Chemical Technology series], 2023, vol. 66, no. 6, pp. 76-84. doi: 10.6060/ivkkt.20236606.6780 (In Russ., abstract in Eng.).

15. Sivolobova N.O., Gracheva N.V., Zhashueva K.A., Sikorskaya A.V. [Adsorption materials based on sunflower husks], Inzhenernyy vestnik Dona [Engineering Bulletin of the Don], 2017, vol. 44, no. 1: pp. 1-5. available at: http://ivdon.ru/uploads/article/pdf/IVD_91_Sivolobova_Zhashueva.pdf_c026b3d7c4.pdf (accessed 25 April 2025) (In Russ., abstract in Eng.).

16. Soldatov A.I. [General characteristics of the processes of surface formation of carbon materials], Vestnik Chelyabinskogo gosudarstvennogo universiteta [Bulletin of Chelyabinsk State University], 2004, vol. 4, no. 1, pp. 76-80. (In Russ., abstract in Eng.).

17. Bannova E.A., Kitaeva N.K., Merkov S.M., Muchkina M.V., Zaloznaya E.P., Martynov P.N. [Study of a method for obtaining a hydrophobic sorbent based on modified peat], Sorbtsionnyye i khromatograficheskiye protsessy [Sorption and chromatographic processes], 2013, vol. 13, no. 1, pp. 60-68. (In Russ., abstract in Eng.).

18. Vasilyeva S.Yu. PhD of Candidate’s thesis (Chemistry), Voronezh, 2014, 137 p. (In Russ.).

19. Dudina S.N. [Investigation of the mechanism of activation of clays by electromagnetic action], Nauchnyye vedomosti. Seriya Yestestvennyye nauki [Scientific bulletin. Natural Sciences Series], 2011, no. 9(104), is. 15, pp. 110-113. (In Russ.,

1. Конькова, Т. В. Кинетика и механизм адсорбции анионных красителей на монтмориллоните, модифицированном метасиликатом натрия / Т. В. Конькова, А. П. Рысев, Ю. О. Малкова // Журнал физической химии. – 2021. – Т. 95, № 1. – С. 28 – 33. doi: 10.31857/S004445372101012X

2. Джубари, М. К. Методы удаления пигментов из сточных вод / М. К. Джубари, Н. В. Алексеева, Г. И. Базияни, В. С. Таха // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг Георесурсов. – 2021. – Т. 332, № 7. – С. 54 – 64. doi: 10.18799/24131830/2021/7/3263

3. Strebel, A. Anionic azo dyes and their removal from textile wastewater through adsorption by Various Adsorbents: a Critical Review / A. Strebel, M. Behringer, H. Hilbig, A. Machner, B. Helmreich // Frontiers in Environmental Engineering. – 2024. – Vol. 3. – P. 01 – 17. doi: 10.3389/fenve.2024.1347981

4. Адсорбция органических красителей магнитными наночастицами / О. С. Иванова, И. С. Эдельман, А. Е. Соколов [и др.] // Известия Российской академии наук. Серия физическая. – 2023. – T. 87, № 3. – C. 390 – 395. doi:

10.31857/S0367676522700685

5. Рамазанова, Г. Р. Сорбционно-спектроскопическое определение синтетических анионных пищевых красителей : дис. … канд. хим. наук : 02.00.02 / Г. Р. Рамазанова. – М., 2016. – 186 с.

6. Ананьева, Е. А. Сорбционно-спектрофотометрическое определение ани- онных пищевых красителей / Е. А. Ананьева // Вестник магистратуры. – 2019. – № 9-1 (96). – С. 17 – 20.

7. Катализаторы на основе мезопористого диоксида кремния для окисления азокрасителей в сточных водах / Т. В. Конькова, М. Г. Гордиенко, М. Б. Алехина, Н. В. Меньшутина, С. Д. Кирик // Катализ в промышленности. – 2015. – Т. 15, – № 6. – С. 56 – 61. doi:10.18412/1816-0387-2015-6-56-61

8. Очистка сточных вод от нефтепродуктов / К. Т. Абдылдабеков, К. Б. Талантбек, А. Р. Рыспекова, Э. Ж. Жолдошбеков // Вестник Кыргызско-Российского Славянского университета. – 2018. – Т. 18, № 4. – С. 82 – 84.

9. Романовский, В. И. Сравнительный анализ методов очистки сточных вод от красителей / В. И. Романовский, В. В. Лихавицкий, М. В. Пилипенко // Вода Magazine. – 2016. – № 12(112). – С. 54 – 58.

10. Омурзакова, А. Б. Очистка сточных вод нефтехимических и нефтеперерабатывающих предприятий от нефтепродуктов модифицированным карбонатным шламом / А. Б. Омурзакова // Известия Кыргызского государственного технического университета им. И. Раззакова. – 2014. – № 32-1. – С. 358 – 363.

11. Химическое строение, пористая структура и сорбционные свойства ад- сорбентов из органических техногенных субстратов / В. В. Самонин, Е. А. Спиридонова, А. С. Зотов, М. Л. Подвязников, А. В. Гарабаджиу // Журнал общей химии. – 2021. – T. 91, № 8. – С. 1284 – 1308. doi: 10.31857/S0044460X21080175

12. Работягов, К. В. Сравнение сорбционной активности различных активных углей / К. В. Работягов, А. Д. Ратушная, А. С. Бахтин // Ученые записки Крымско- го федерального университета имени В. И. Вернадского. Биология. Химия. – 2022. – Т. 8, № 1. – С. 224 – 235.

13. Использование растительного сорбента для извлечения красителя Конго красный из модельных растворов / С. В. Свергузова, Ж. А. Сапронова, Е. В. Локтионова, В. И. Сыса, И. Г. Шайхиев // Chemical Bulletin. – 2021. – Т. 4, № 1. – С. 44 – 55.

14. Физико-химические свойства отбельной глины / С. В. Свергузова, И. Г. Шайхиев, Ж. А. Сапронова [и др.] // Известия высших учебных заведений. Серия химия и химическая технология. – 2023. – Т. 66, № 6. – С. 76 – 84. doi:

10.6060/ivkkt.20236606.6780

15. Адсорбционные материалы на основе лузги подсолнечника / Н. О. Сиво- лобова, Н. В. Грачева, К. А. Жашуева, А. В. Сикорская // Инженерный вестник Дона. – 2017. – Т. 44, № 1. – С. 1 – 5. – URL: http://ivdon.ru/ uploads/article/pdf/IVD_91_Sivolobova_Zhashueva.pdf_c026b3d7c4.pdf (дата обращения: 25.04.2025).

16. Солдатов, А. И. Общая характеристика процессов формирования поверхности углеродных материалов / А. И. Солдатов // Вестник Челябинского государственного университета. – 2004. – Т. 4, № 1. – С. 76 – 80.

17. Изучение способа получения гидрофобного сорбентана основе модифицированного торфа / Е. А. Баннова, Н. К. Китаева, С. М. Мерков, М. В. Мучкина, Е. П. Залозная [и др.] // Сорбционные и хроматографические процессы. – 2013. – Т. 13. – Вып. 1. – С.60 – 68.

18. Васильева, С. Ю. Равновесная сорбция α-токоферола на модифицированном клиноптилолите : дис. … канд. хим. наук : 02.00.04 / С. Ю. Васильева. – Воронеж, 2014. – 137 с.

19. Дудина, С. Н. Исследование механизма активации глин электромагнитным воздействием / С. Н. Дудина // Научные ведомости. Серия Естественные науки. – 2011. – № 9(104). – Вып. 15. – С. 110 – 113.

20. Отработанный кизельгуровый шлам маслоэкстракционного производства – сырье для получения сорбционного материала / И. В. Старостина, С. В. Свергузова, Д. В. Столяров [и др.] // Вестник технологического университета. – 2017. – Т. 20, № 16. – С. 133 – 136.

21. Starostina, I. V. Carbonic and Mineral Adsorbent, received out of a Slurry Withdrawal of Oil-Extracting Production / I. V. Starostina, D. V. Syarov, М. М. Kosukhin // Solid State Phenomena. – 2017. – Vol. 265. – P. 319 – 324. doi: 10.4028/www.scientific.net/SSP.265.319

22. Пичугин, Е. А. Оценка воздействия бурового шлама на окружающую природную среду / Е. А. Пичугин // Молодой ученый. – 2013. – № 9(56). – С. 122 – 123.

23. Аскалепова, О. И. Экстракционно-фотометрическое определение дигидрохлорид 9-(2-диэтиламиноэтил)-2,3 дигидроимидазо[1,2-a]бензимидазола (диабенола) / О. И. Аскалепова, И. Е. Никанорова, В. А. Анисимова // Медицинский вестник Юга России. – 2011. – № 4. – С. 24 – 28.

24. Старостина, И. В. Исследование механизма процесса сорбции красителя эозина н химически активированными углеродсодержащими сорбционными материалами / И. В. Старостина, Д. О. Половнева // Российский химический журнал. – 2024. – Т. 68, № 2. – С. 45 – 52. doi: 10.6060/rcj.2024682.6

25. Исследование кинетики процессов адсорбции фенола отходами валяльно- войлочного производства / Г. А. Алмазова, И. Г. Шайхиев, Р. З. Галимова, С. В. Свергузова // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. – 2016. – Т. 1, № 10. – С. 179 – 184.

26. Описание изотермы сорбции гидрохлорида пиридоксина на клиноптилолитовом туфе / Д. Л. Котова, Фам Тхи Гам, Т. А. Крысанова, С. Ю. Васильева, Ю. А. Тимченко[и др.] // Сорбционные и хроматографические процессы. – 2014. – Т. 14. – Вып. 4. – С. 572 – 577.

27. Термодинамическая модель ионообменных процессов на примере сорб- ции церия из сложносолевых растворов / О. В. Черемисина, Й. Шенк, Е. А. Черемисина, М. А. Пономарева // Записки Горного института. – 2019. – Т. 237. – С. 307 – 316. doi:10.31897/pmi.2019.3.307

28. Остапенко, Г. И. Коллоидная химия : учеб. пособие / сост. Г. И. Остапенко. – Тольятти : ТГУ, 2010. – 71 с.