АДСОРБЦИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЦЕОЛИТОВ
Аннотация
Рассмотрена адсорбция растворенных органических веществ многокомпонентных смесей. Цеолиты, удовлетворяющие всем требованиям и обладающие обширными сорбционными и ионообменными свойствами, позволяют разработать технологии применения их в качестве эффективных сорбентов для очистки сточных вод. Исследована сорбционная активность сорбента на основе клиноптилолита, который является особо ценной разновидностью цеолитов. Определены оптимальные концентрации сорбента, кинетика сорбции из модельных растворов растворенных органических веществ. Доказано, что на степень извлечения вещества оказывает влияние продолжительность режима адсорбции. Представлены кинетические зависимости сорбции красителей из модельных растворов. Показано, что значительное влияние на степень адсорбции оказывает продолжительность статического режима. Рассмотрено влияние температуры и величины рН на адсорбционную активность сорбента на основе клиноптилолита. Проведено определение объема пор сорбента на основе клиноптилолита фракции 1-3 и 3-5 мм методом сканирующей электронной микроскопии. Исследована поверхность сорбента на основе клиноптилолита фракции 1-3 и 3-5 мм, показывающая наличие в его структуре входных «окон», пор и каналов. Особенности строения цеолита (шероховатая поверхность, наличие пор и каналов, входных «окон») объясняют каркасную структуру строения. Показано влияние параметров среды на адсорбционную способность сорбента, сорбционную емкость, текущую эффективность очистки стоков, содержащих водорастворимые органические вещества. Отмечена адсорбция на поверхности сорбента на основе клиноптилолита большого количества смеси ионов железа и цинка. Показано, что сорбент на основе клиноптилолита различных фракций по строению является молекулярным «ситом», что позволяет адсорбировать на своей поверхности ионы металлов и молекулы красителей.
Литература
Meshalkin V.P. Introduction to the engineering of energy-saving chemical-technological systems. M.: MUCTR Mendeleeva. 2020. 232 p. (in Russian).
Sadova S.F., Krivtsova G.E., Konovalova M.V. Environmental problems of finishing production. M.: RIO MGTU. 2002. 284 p. (in Russian).
Pervov A.G. Modern highly efficient technologies for purification of drinking and process water using mem-branes, reverse osmosis, nanofiltration, ultrafiltration. M.: Izd-vo ASV. 2009. 282 p. (in Russian).
Vinokurov E.G., Zuev K.V., Koldaeva T.Yu., Perevalov V.P., Miroshnikov V.S. Adsorption of zinc phthalocyaninate on carbon materials Macroheterocycles. 2017. V. 10 (4-5). P. 526-530 (in Russian). DOI: 10.6060/mhc170623v.
Tovbin Yu.K. Molecular theory of adsorption in porous bodies. M.: Fizmatlit. .2012. 623 p. (in Russian).
Derylo-Marczewska A., Jaroniec M.U., Gelbin D. Get-erogeneity effects in single-solute adsorption from dilute solutions on solids. Chim. Scripta. 1984. V. 24. P. 239-246.
Efremova S.V. Water purification from various contaminants with zeolite sorbent and aluminosilicates obtained on its basis with clinop-tilolite. Zhurn. Prikl. Khim. 2006. V. 79. N 3. P. 404-409 (in Russian). DOI: 10.1134/S1070427206030128.
Bish D.L., Ming D.W. Natural Zeolites: occurrence, properties, applications. Mineralog. Soc. America. Geo-chem. Soc. 2001. V. 45. 654 p. DOI: 10.1515/9781501509117.
Distanov U.G., Konyukhov T.P. Mineral raw materials. Natural sorbents. M.: ZAO "Geoinformmark". 1999. 42 p. (in Russian).
Moshoeshoe M., Nadiye-Tabbiruka M.S., Obuseng V. A Review of the Chemistry, Structure, Properties and Applications of Zeolites. Am. J. Mater. Sci. 2017. V. 7. N 5. P. 196-221. DOI: 10.5923/j.materials.20170705.12.
Iijima A. Geology of natural zeolites and zeolitic rocks. Pure & Appl. Chem. 2009. V. 52. P. 2115 – 2130. DOI: 10.1351/pac198052092115.
Zolotov Yu.A., Shekhovtsov T.N., Oskolka K.V. Fundamentals of analytical chemistry. M.: Laboratoriya znaniy. 2017. 462 p. (in Russian).
Beyzel N.F. Atomic absorption spectrometry. Novosibirsk: Novosib. state university. 2008. 72 p. (in Russian).
Vlasov A.I., Elsukov K.A., Kosolapov I.A. Electron microscopy. M.: Izd-vo MSTU N.E.Bauman. 2011. 168 p. (in Russian).
Kulpina Yu.N., Prokofiev V.Yu., Gordina N.E., Khmylova O.E., Petukhova N.V., Gazakhova S.I. The use of IR spectroscopy to study the structure of low-modulus zeolites. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2017. V. 60. N 5. P. 44-50 (in Russian). DOI: 10.6060/tcct.2017605.5405.
Breck D. Zeolite molecular sieves. M.: Mir. 1976. 782 p. (in Russian).
Urusova V.S., Egorov-Tismenko Yu.K. Crystallography and crystal chemistry. M.: KDU. 2005. 592 p. (in Rus-sian).
Ovchinnikov G.A., Gorskikh V.А., Fassalovа I.I., Тukhvatshin V.S., Talipov R.F. Kinetics of 4,4-dimethyl-1,3-dioxane adsorption from aqueous solutions by synthetic zeolites in the presence of phosphoric acid. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2018. V. 61. N 12. P. 81-86 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20186112.5542.
Prokofiev V.Yu., Gordina N.E., Zakharov O.N., Tsvetova E.V., Kolobkova A.E. Granular low modulus zeolites for cation recovery Co. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2020. V. 63. N 6. P. 44-49 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20206306.6144.
Aslamova V.S., Shalunts L.V., Obuzdina M.V., Grabel'nykh V.A. Modeling the adsorption process in the liquid - solid system: regression analysis of copper extraction from aqueous solutions by the zeolite of the Kholinsky deposit, modified with a sulfur-containing polymer. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Priklad. Khim. Biotekhnol. 2019. V. 9. N 2. P. 351-359 (in Russian). DOI: 10.21285/2227-2925.
Handbook. Synthetic dyes for the textile industry. M.: Interkhim. 2007. 366 p. (in Russian).
Stepanov B.I. Introduction to chemistry and technology of organic dyes. M.: Khimiya. 1984. 592 p. (in Russian).
Weckhuysen B.M., Yu J. Recent advances in zeolite chemistry and catalysis. Chem. Soc. Rev. 2015. V. 44. P. 7022 –7024. DOI: 10.1039/C5CS90100F.
Bartenev V.K., Belchinskaya L.I., Zhabin A.V., Khodo-sova N.A. Experience in studying the sorption capacity of mineral formations depending on their composition. Vestn. VSU. 2008. N 2. P. 133-136 (in Russian).
Zabolotnaya E., Menshova I.I. Physicochemical method for extracting organic compounds from wastewater. Usp. Khim. Khim. Tekhnol. 2018. V. 32. N 8. P. 6-7 (in Russian).
Zabolotnaya E., Menshova I.I. Efficiency of using a new promising material for wastewater treatment based on zeolite: New materials and promising technologies. Collection of materials of the Fifth Interdisciplinary Sci-entific Forum with International Participation. M.: IPCP RAS. 2019. P. 333-335 (in Russian).
Granda Valdés M., Pérez-Cordoves A.I., Díaz-García M.E. Zeolites and zeolite – based materials in analytical chemistry. Trends Analyt. Chem. 2006. V. 25. P. 24 – 30. DOI: 10.1016/j.trac.2005.04.016.
Paranuk A.A. Industrial application of molecular sieves. Interaktiv. Nauka. 2016. V. 5. P. 51-53 (in Russian). DOI: 10.21661/r-111745.
Paranuk A.A., Saavedra A., Kinyonez N. Separation of multicomponent solutions by adsorption methods on zeolites. Ekspozitsiya Neft’ Gaz. 2015. V. 7 (46). P. 66–67 (in Russian).
Alekhina M.B., Konikova T.V., Akhnazarova S.L. Adsorption of organic dyes from aqueous solutions on type Y zeolites. Sorbts. Khromatograf. Protsessy. 2016. V. 16. N 3. P. 281-290 (in Russian).
