ТВЕРДОФАЗНОЕ КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ ИОНОВ КАЛЬЦИЯ МИНЕРАЛЬНЫМИ СОРБЕНТАМИ ПРИ СОЗДАНИИ ПРОТИВОГОЛОЛЕДНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Аннотация
Представлены результаты исследования процессов адсорбции ионов кальция на различных минеральных сорбентах. Изучены сорбционные свойства выбранных объектов и оценена возможность их применения в качестве комбинированных противогололедных материалов. Для определения сорбционной активности минерального сырья по иону кальция исследованы технологические показатели качества сорбентов – рН точки нулевого заряда, сорбционная емкость и др. Анализ изотерм адсорбции ионов кальция на исследуемых минеральных сорбентах показал, что адсорбционное равновесие на глине устанавливается быстрее, чем на опале мергелевого типа и мергеле. Максимальные емкости поглощения по глине и мергелю сопоставимы, что связано со структурой поверхности сорбентов и их минеральным составом. Опал мергелевого типа имеет повышенную удельную поверхность и, соответственно, емкость поглощения. Обработка экспериментальных данных с применением моделей Фрейндлиха, Ленгмюра, Тёмкина и Дубинина-Радушкевича показала, что при описании адсорбционных равновесий ионов кальция на минеральных сорбентах подходящей математической моделью является изотерма Фрейндлиха. Это свидетельствует о наличии большого числа активных центров и экспоненциальном их распределении на поверхности сорбентов. Количественные характеристики поглотительной способности, найденные по адсорбционным моделям, позволили выявить оптимальные условия протекания процессов, установить взаимосвязь между величиной адсорбции ионов кальция и структурой, а также пористостью материалов. Установлено, что наиболее эффективным носителем для получения противогололедных материалов является опал мергелевого типа.
Для цитирования:
Джигола Л.А., Сютова Е.А. Твердофазное концентрирование ионов кальция минеральными сорбентами при создании противогололедных материалов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 9-10. С. 98-104
Литература
Rozov Yu.N., Frenkel O.V, Rozov S.Yu. Anti-ice materials to combat winter slipperiness on roads and city streets. M.: Informavtodor. 2006. 104 р. (in Russian).
Lv J., Song Y., Jiang L., Wang J. Bio-inspired strategies for anti-icing. American Chemical Society. 2014. V. 8(4). P. 3152–3169. DOI: 10.1021/nn406522n.
Liu Y., Li X., Jin J., Liu J., Yan Y., Han Z., Ren L. Anti-icing property of bio-inspired micro-structure superhydrophobic surfaces and heat transfer model. Appl. Surf. Sci. 2017. V. 400. P. 498-505. DOI: 10.1016/j.apsusc.2016.12.219.
Charpentier T.V.J., Neville A., Hewson R.W., Morina A. Development of anti-icing materials by chemical tailoring of hydrophobic textured metallic surfaces. J. Colloid Interface Sci. 2013. V. 394. P. 539-544. DOI: 10.1016/j.jcis.2012.11.021.
Khatri N., Sanjiv T. Influences of natural and anthropogenic factors on surface and groundwater quality in rural and urban areas. Front. Life Sci. 2015. V. 8. N 1. P. 23–39. DOI: 10.1080/21553769.2014.933716.
Syutova E.A., Alykov N.M. Comparative testing of new anti-ice materials of different composition. Ekologiya I Promysh. Rossii. 2012. N 2. P. 47-51 (in Russian).
Vasilenko M.I., Goncharova E.N., Narzev V.M., Sokolova Y.D., Evtushenko E.I. The features of surface algocenoses in anthropogenic conditions of urban environment. Res. J. Pharm., Biolog. and Chem. Sci. 2005.V. 6(1). P. 1622-1633.
Alykov N.M., Syutova E.A., Alykov Ye.N. Method for producing an anti-ice material. RF Patent N 2378311. 2007. (in Russian).
Alykov N.N., Alykov N.M., Sadomtsev K.Yu., Shmachkova O.V. Natural resources and environmental problems of the Astrakhan region. Astrakhan: Publishing house "Astrakhan University". 2005. 112 р. (in Russian).
GOST 20255.1-89. Methods for determining the static exchange capacity. Publishing Standards, Moscow (in Russian).
Anderson J.R. Structure of metallic catalysis. New Vork: Acodemic press. 1975. 258 p.
Sveshnikova D.A., Khamizov R.Kh., Ataev M.B., Amirov A.M., Rabadanov K.Sh., Ramazanov A.Sh. Investigation of the laws of the electrosorption of cesium ions by activated carbon DAK. Sorbtsion. i Khromatograf. Protsessy. 2016. V. 16. N 3. P. 270-280 (in Russian).
Ramazanov A.Sh., Esmail G.K., Sveshnikova D.A. Kinetics and thermodynamics of sorption of heavy metal ions on montmorillonite containing clay. Sorbtsion. i Khromatograf. Protsessy. 2015. V 15. N 5. P. 672-682 (in Russian).
Nizamova G.R., Galimova R.Z., Shaikhiev I.G. Study of the sorption of zinc ions with sugar beet pulp. Vestn. tekhnol. un-ta. 2017. V. 20. N 11. Р. 142-148 (in Russian).
Pimneva L.A., Kazantseva A.V. Investigation of the adsorption of manganese (II) ions by natural kaolinite. Sovremen. Naukoyemk. Tekhnol. 2016. N 12. P. 57-61 (in Russian).
Zelentsov V.I., Datsko T. Ya., Dvornikova E.E. Fluorine adsorption by aluminum oxihydrates subjected to thermal treatment. Surf. Eng. Appl. Electrochem. 2008. V. 44. N 1. P. 64-68.
Sazonova A.V., Niyazi F.F., Maltseva V.S. Thermodynamics and kinetics of sorption of chromium (III) ions by carbonate rocks. Sovremen. Probl. Nauki i Obrazovan. Elektronnyiy resurs. 2012. N 1. URL: http://www.science-education.ru/en/article/view?id=5305 (reference date: 02/03/2018) (in Russian).
Dudarev V.I., Irinchinova N.V., Filatova Ye.G. Adsorption of nickel (II) ions from aqueous solutions by carbon adsorbents. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2017. V. 60. N 1. Р. 75-80. DOI: 10.6060/tcct.2017601.5455 (in Russian).
Erdem E., Karapinar N., Donat R. The removal of heavy metal cations by natural zeolites. J. Colloid Interface Sci. 2004. N 280. P. 309-314. DOI: 10.1016/j.jcis.2004.08.028.
Abuh M.A., Akpomie G.K., Nwagbara N., Abia-Bassey N.K., Ape D.I., Ayabie B.U. Kinetic rate equations application on the removal of copper (II) and zinc (II) by unmodified lignocellulosic fibrous layer of palm tree trunk- single component system studies. Internat. J. Basic Appl. Sci. 2013. V. 1. N 4. P. 800-809.
Maslova M.V., Gerasimova L.G., Nikolaev A.I. The correlation behavior of amorphous phosphate is titelic with respect to cations of transition metals. Mezhdunar. Zhurn. Prikl. I Fund. Issled. 2016. N 4. P. 356-361 (in Russian).
