ИЗВЛЕЧЕНИЕ КРАСИТЕЛЯ МЕТИЛЕНОВЫЙ ГОЛУБОЙ ИЗ РАСТВОРОВ БИОМАССОЙ ОПИЛОК ПЛАТАНА

  • Valentin A. Belyy Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова
  • Svetlana V. Sverguzova Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова
  • Ildar G. Shaikhiev Казанский национальный исследовательский технологический университет
  • Zhanna A. Sapronova Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова
  • Yulia S. Voronina Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова
DOI: https://doi.org/10.6060/ivkkt.20236605.6757
Ключевые слова: краситель метиленовый голубой, биомасса опилок платана, адсорбция, эффективность очистки

Аннотация

В работе исследована возможность использования биомассы опилок Platanus orientalis для очистки модельных растворов от красителя "Метиленовый голубой" (МГ). Использовались промытые и высушенные опилки фракции менее 1,0 мм. Адсорбционные исследования проводились в статических условиях на модельных растворах, в экспериментах определялась сорбционная емкость исследуемого материала для нативных опилок и модифицированных 3%-ой H2SO4. Установлено, что сорбционная емкость биомассы опилок составляет 0,26 ммоль/г МГ для нативной биомассы и 0,34 ммоль/г для модифицированной. Удельная поверхность сорбционного материала, рассчитанная через число Авогадро, Na, и площадь поперечного сечения молекулы МГ, Q, составила 0,28 м2/г для нативной биомассы и 0,36 м2/г для модифицированной. Эффективность очистки модельного раствора от МГ при соотношении массы опилок m к исходной концентрации раствора Сисх (m/Cисх), равной 5, составляет 75% для исходных опилок и 86% для модифицированных; при изменении соотношения m/Cисх до 8 эффективность очистки для нативных опилок составляет 92%, а для модифицированных – 95%. Получены изотермы адсорбции, которые, согласно классификации ИЮПАК, характеризуют одноступенчатую адсорбцию на микропористых твердых адсорбентах. Математическая обработка изотерм адсорбции в рамках моделей Ленгмюра, Фрейдлиха, Дубинина-Радушкевича показала, что процесс адсорбции наиболее адекватно описывается моделью Фрейдлиха как для нативных (R2 = 0,9501), так и для модифицированных (R2 = 0,9389) опилок. Значение энергии Гиббса, ΔGо, кДж/моль·К имеют отрицательный знак как для нативных (ΔGо = -7,237), так и для модифицированных (ΔGо = -19,568), что свидетельствует о самопроизвольном протекании процесса. Сорбционная емкость биомассы опилок после обработки кислотой возрастает от 0,26 до 0,34 ммоль/г, т.е. на 30%.

Для цитирования:

Белый В.А., Свергузова С.В., Шайхиев И.Г., Сапронова Ж.А., Воронина Ю.С. Извлечение красителя метиленовый голубой из растворов биомассой опилок платана. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2023. Т. 66. Вып. 5. С. 139-145. DOI: 10.6060/ivkkt.20236605.6757.

Литература

Izmailov B.I., Sharipov R.M., Valeeva L.D., Gadelshina E.A., Vildanova A.I. Assortment of dyes used for textile materials. Vestn. Tekhnol. Univ. 2015. V. 18. N 15. P. 180-182 (in Russian).

Tretyakova A.E., Chernogortsev E.A., Safonov V.V. Investigation of wastewater treatment conditions from water-soluble dyes using fiberforming polymers. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Tekhnol. Tekstil. Prom-sti. 2016. N 2 (362). P. 127-132 (in Russian).

Nesterova L.A., Kondratyuk L.N., Saribekov G.S. Development of wastewater treatment technology after the process of dyeing textile materials with active dyes. Vost.-Evrop. Zhurn. Pered. Tekhnol. 2010. N 5/6 (47). P. 35-37 (in Russian).

Baranova A.F., Mammadov S.N., Pogodina I.V. Environmental problems of the textile industry and ways to solve them. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Tekhnol. Tekstil. Promsti. 2019. N 4(382). P. 170-174 (in Russian).

Lishai A.V., Savitskaya T.A., Tsygankova N.G., Grynshpan D.D., Jun Chen. Adsorption of methylene blue by enterosorbents of various nature. Zhurn. Belorus. Gos. Univ. Khimiya. 2021. N 1. P. 58–74 (in Russian). DOI: 10.33581/2520-257X-2021-1-58-74.

Khobotova E.B., Hraivoronska I.V., Кaliuzhna Iu.S., Ihnatenko M.I. Sorption purification of wastewater from organic dyes using granulated blast-furnace slag. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 6. P. 89-94 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20216406.6302.

Mukhina O.Yu., Piskunova I.A., Lysenko A.A. Adsorption of methylene blue dye by activated carbon fibers. Zhurn. Prikl. Khim. 2003. V. 76. N 6. P. 926-930 (in Russian). DOI: 10.1023/A:1026311606910.

Dolatabadi M., Mehrabpour M., Esfandyari M., Alidadi H. Modeling of simultaneous adsorption of dye and metal ion by sawdust from aqueous solution using of ANN and ANFIS. Chemometric and Intelligent Lab. Syst. 2018. V. 181. P. 72-78. DOI: 10.1016/j.chemolab.2018.07.012.

Chikri R., Elhadiri N., Benchanaa M., El maguana Y. Efficiency of sawdust as low-cost adsorbent for dyes removal. J. Chem. 2020. Art. ID 8813420. DOI: 10.1155/2020/8813420.

Meez E., Rahdar A., Kyzas G.Z. Sawdust for the removal of heavy metals from water: A review. Molecules. 2021. V. 26. N 4318. 21 p. DOI: 10.3390/molecules26144318.

Akhouairi, S., Ouachtak, H., Addi, A.A., Jada A., Douch J. Natural sawdust as adsorbent for the Eriochrome Black T dye removal from aqueous solution. Water Air Soil Pollution. 2019. V. 230. N 181. 15 p. DOI:10.1007/s11270-019-4234-6.

Cemin A., Ferrarini F., Poletto M., Bonetto L.R., Bortoluz J., Lemée L., Guégan R., Esteves V.I., Gio-vanela M. Characterization and use of a lignin sample extracted from Eucalyptus grandis sawdust for the removal of methylene blue dye. Int. J. Biolog. Macromol. 2021. V. 170. P. 375-389. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2020.12.155.

Mashkoor F., Nasar A. Magnetized Tectona grandis saw-dust as a novel adsorbent: preparation, characterization, and utilization for the removal of methylene blue from aqueous solution. Cellulose. 2020. V. 27. P. 2613-2635. DOI: 10.1007/s10570-019-02918-8.

Tezcan Un U., Ates F. Low-cost adsorbent prepared from poplar sawdust for removal of disperse orange 30 dye from aqueous solutions. Int. J. Environ. Sci. Technol. 2019. V. 16. P. 899–908. DOI: 10.1007/s13762-018-1716-9.

Tounsadi H., Metarfi Y., Barka N., Taleb M., Rais Z. Removal of textile dyes by chemically treated sawdust of Acacia: kinetic and equilibrium studies. J. Chem. 2020. Art. ID 7234218. DOI: 10.1155/2020/7234218.

Stepanova S.V., Shaikhiev I.G., Sverguzova S.V. Purification of model effluents containing heavy metal ions by wheat husks. Vestn. BGTU im. V.G. Shukhov. 2014. N 6. P. 168-171 (in Russian).

Shakoor S., Nasar A. Adsorptive decontamination of synthetic wastewater containing crystal violet dye by employing Terminalia arjuna sawdust waste. Groundwater Sust. Devel-op. 2018. Vl. 7. P. 30-38. DOI: 10.1016/J.GSD.2018.03.004.

Farberova E.A., Tingaeva E.A., Chuchalina A.D., Kobeleva A.R., Maximov A.S. Obtaining granulated active carbon from wastes of vegetable raw materials. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2018. V. 61. N 3. P. 51−57 (in Russian). DOI: 10.6060/tcct.20186103.5612.

Sverguzova S.V., Bomba I.V., Voronina Yu.S. Purification of oil-containing emulsions with cherry and mountain ash leaf litter. Chem. Bull. 2018. V. 1. N 4. P. 4-10 (in Russian).

Dao My Uyen, Sirotkin A.S., Le Van Thuan, Cong Hong Hanh, Nguyen Huy Cuong, Hoang Hien Y. Re-moval of nickel (II) from aqueous solution by adsorption on-to spherical carbonaceous sorbent derived from Litsea gluti-nosa seeds. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 11. P. 71-78 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20216411.6416.

GOST 12536-2014. Soils. Methods for laboratory determination of granulometric (grain) and microaggregate composi-tion. M.: Standartinform. 2019. 19 p. (in Russian).

RD 52.24.495-2017. Hydrogen indicator of water. Measurement technique by the potentiometric method. Rostov n/Don: Rosgidromet. 2017. 13 p. (in Russian).

GOST 16922-71. Organic dyes, intermediates, textile auxiliaries. Test methods. M.: Izd-vo standartov. 1990. 30 p. (in Russian).

Greg S., Sing K. Adsorption, surface area, porosity. M.: Mir. 1994. 306 p. (in Russian).

Опубликован
2023-03-23
Как цитировать
Belyy, V. A., Sverguzova, S. V., Shaikhiev, I. G., Sapronova, Z. A., & Voronina, Y. S. (2023). ИЗВЛЕЧЕНИЕ КРАСИТЕЛЯ МЕТИЛЕНОВЫЙ ГОЛУБОЙ ИЗ РАСТВОРОВ БИОМАССОЙ ОПИЛОК ПЛАТАНА. ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ», 66(5), 139-145. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20236605.6757
Выпуск
Том 66 № 5 (2023)
Раздел
Экологические проблемы химии и химической технологии