УДАЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ТЕКСТИЛЬНЫМИ ОТХОДАМИ НА ОСНОВЕ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
Аннотация
Текстильная промышленность является источником значительных количеств целлюлозных отходов, которые можно перерабатывать в перспективные сорбенты. Целью исследования было изучение адсорбционного поведения ионов металлов на целлюлозных поверхностях, полученных из целлюлозных текстильных отходов легкой промышленности. Проведенные ранее исследования показали, что немодифицированные ионообменные смолы на основе целлюлозы, полученные при различных значениях pH, способны удалять ионы тяжелых металлов из водных растворов. В представленной работе ионообменные смолы на основе целлюлозы получали гидролизом исходного отхода серной кислотой с последующей нейтрализацией до различных значений pH и сушкой при 80 °С. Средневзвешенный размер частиц используемых сорбентов был определен на основе фракционного состава порошкообразных сорбентов и составил 0,57 мм (рН = 1,5 – 3) и 0,14 мм (рН = 5 – 7). ИК-анализ элементного состава частиц выявил наличие связанных сульфатных групп в порошковом сорбенте с рН = 1,5-3. Результаты экспериментов показали, что модификация поверхности целлюлозного отхода серной кислотой повысила эффект адсорбции ионов Ni, Fe и Pb из водной среды. Сродство сульфокислотных смол к катионам обычно зависит от размера ионов и заряда катиона. Установлено, что значительную роль в адсорбционных свойствах полученных сорбентов играет электростатическое взаимодействие между поверхностными функциональными группами. Показано, что адсорбционная способность изучаемых металлов возрастает в ряду Fe3+ <Pb2+ <Ni2+. Результаты исследований позволяют сделать вывод о целесообразности применения модифицированных отходов целлюлозных текстильных отходов легкой промышленности для очистки сточных вод от ионов металлов.
Литература
Laptedulche N.K., Dremicheva E.S. Comparative evaluation of the efficiency of sorption treatment of wastewater from heavy metals. Voda: Khim. Ekolog. 2014. N 12 (78). P. 81-87 (in Russian).
Obuzdina M.V., Rush E.A., Shalunts L.V. Solving environmental problems of wastewater treatment by creating a sorbent based on zeolite. Ekolog. Promysh. Rossii. 2017. N 8. P. 20-25 (in Russian).
Velichko L.N., Rubanovskaya S.G. The use of natural materials in the extraction of metal ions. LAP LAMBERT Academic Publishing. 2012. 76 p. (in Russian).
Filiz N.А., Zeynep E. Removal of Cu(II) ions by activated poplar sawdust (Samsun Clone) from aqueous solutions. J. Hazard. Mat. 2006. B 137. Р. 909-914. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2006.03.014.
Olshanskaya L.N., Sobgaiyda N.A., Valiev R.Sh. Extraction of heavy metals from contaminated sewage using adsorbents and phytosorbents. Ekolog. Promysh. Rossii. 2015. N 11. P. 18-23 (in Russian).
Guo X., Zhang S., Shan X. Adsorption of metal ions on lignin. J. Hazard. Matter. 2008. N 151. Р. 134-142. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2007.05.065.
Hisham A. Essawyb, Magdy F. Mohameda, Nabila S. Ammarc, Hanan S. Ibrahimc. The promise of a specially-designed graft copolymer of acrylic acidonto cellulose as selective sorbent for heavy metal ions. Internat. J. Biolog. Macromol. 2017. N 103. Р. 261-267. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2017.05.052.
Rodionova D.S. Cleaning of wastewater from heavy metals by sorbents obtained from waste from processing of natural raw materials. Adv. Sci. 2017. N 3. P. 78-85 (in Russian).
Ilyichev V.A., Kolchunov V.I., Bakaeva N.V., Kobeleva S.A. Environmental safety of the use of textile waste in the building materials industry. Izv. Vuzov. Technol. Teks.Promysh. 2017. N 1 (367). P. 194-198 (in Russian).
Pugacheva I., Nikulin S. Composite materials: preparation, properties and application. LAP LAMBERT Academic Publishing. 2017. 219 p. (in Russian).
Nikulin S.S., Pugacheva I.N. The use of waste textile industry to produce powdered fillers. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2012. V. 55. N 5. P. 104-107 (in Russian).
Misin V.M., Nikulin S.S., Pugacheva I.N. Cellulose-based textile waste treatment into powder-like fillers for emulsion rubbers. Engineering textiles research methodologies, concepts, and modern applications. Apple Academic Press. 2016. Р. 59-77.
Pugacheva I.N., Nikulin S.S. Intensification of the drying process of rubber by the introduction of polymer fillers at the stage of its production. Mezhd..Zhurn. Prikl. Fund. Issl. 2011. N 10. P. 54-55 (in Russian).
Misin V.M., Nikulin S.S., Pugacheva I.N. A study on possibilities for cellulose-based textile waste treatment into powder-like fillers for emulsion rubber. Process advancement in chemistry and chemical engineering research. Canada: Apple Academic Press Inc. 2016. P. 37-53.
Pugacheva I.N., Nikulin S.S., Sedykh V.A. Composite materials based on butadiene-styrene rubber, containing organic powder additives. Materials. Technologies. Instruments. 2014. V. 19. N 1. P. 64-66 (in Belarus).
Hubbe M.A., Hasan S.H., Ducoste J.J. Cellulosic substrates for removal ofpollutants from aqueous systems: a review. Metals, Bio-Resources. 2011. N 6(2). Р. 2161–2287.
Kozlov V.A., Nikiforova T.E., Loginova V.A., Koifman O.I. Mechanism of protodesorption-exchange of heavy metal cations forprotons in a heterophase system of H2O-H2SO4-MSO4-cellulosesorbent. J. Hazard. Mat. 2015. N 299. Р. 725–732.
Hokkanen S., Bhatnagar A., Sillanpaa M. A review on modification methods to cellulose-based adsorbents to improve adsorption capacity. Water Res. 2016. N 91. P. 156-173. DOI: 10.1016/j.watres.2016.01.008.
Onischenko D.V., Reva V.P., Chakov V.V. Use of renewable plant material for the formation of functional materials. Ekolog. Promysh. Rossii. 2013. N 1. P. 39-43 (in Russian).
Abdel-Halim E.S. Chemical modification of cellulose extracted from sugarcane bagasse. Arab. J. Chem. 2014. N 7. P. 362-371. DOI: 10.1016/j.arabjc.2013.05.006
Gamze Guclu, Gulten Gurdag, Saadet Ozgumus. Competitive Removal of Heavy Metal Ions by Cellulose Graft Copolymers. J. Appl. Polymer Sci. 2003.V. 90. P. 2034–2039. DOI: 10.1002/app.12728.
Hokkanen S., Bhatnagar A., Sillanpää M. A review on modification methods to cellulose-based adsorbents to improve adsorption capacity. Water Res. 2016. V. 91. 15. P. 156-173. DOI: 10.1016/j.watres.2016.01.008.
