СИНТЕЗ, СТРУКТУРА И СВОЙСТВА КОМПОЗИТА БЕНТОНИТ - АКТИВИРОВАННЫЙ УГОЛЬ
Аннотация
Развитие технологии адсорбционной очистки в промышленности оторвано от исследований в области разработки новых методов синтеза и модифицирования композитов, в то время как эффективность адсорбента напрямую зависит от его структурных и поверхностных свойств. В настоящее время увеличивается потребность в гидрогельных адсорбентах, применяемых в фармацевтике, медицине, химической промышленности для очистки сточных вод. В качестве объекта исследования использован Даш-Салахлинский бентонит - природный глинистый минерал и активированный уголь марки БАУ-А. Интеркалированием бентонита активированным углем получен композит бентонит-уголь. Использовано измельчающее оборудование средней энергонапряженности: ролико-кольцевая вибромельница VМ-4. Время активации 15 мин. Методом лазерной дифракции на анализаторе размера частиц определен средний размер частиц исходного бентонита и бентонит-углеродного композита. При механоактивации бентонита характер распределения частиц свидетельствует о преимущественном процессе агрегирования над измельчением. Методами низкотемпературной адсорбции-десорбции азота, ИК-спектроскопии исследованы морфология, структура и текстурные свойства композита. Увеличение удельной поверхности и пористости после механохимической активации по сравнению с расчетной указывает на взаимодействие между компонентами. ИК-спектроскопией установлено образование дополнительных функциональных групп, которые могут выступать в роли активных центров, что положительно влияет на адсорбционные свойства. Показано, что композит бентонит-уголь обладает высокой сорбционной активностью по отношению к красителю бриллиантовому зеленому. Полученные данные могут быть полезны при разработке эффективных сорбентов очистки сточных вод от загрязнения органическими соединениями, а также в медицине и фармацевтике.
Для цитирования:
Смирнова Д.Н., Гришин И.С., Смирнов Н.Н. Синтез, структура и свойства композита бентонит - активированный уголь. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 2. С. 59-66. DOI: 10.6060/ivkkt.20246702.6903.
Литература
Yuldashev Zh.B., Boimatov I.M., Mamataliev N.N., Ochilov A.M., Tleubaev S.O. Hydrophilic properties of coal-mineral sorbents based on Navbakhor alkaline bentonite. Sci. Educ. 2020. V. 1. P. 63–67.
Bergaya F., Theng B.K.G., Lagaly G. Handbook of Clay Science. Elsevier Ltd. 2006. V. 1. P. 1224. DOI: 10.1016/ S1572-4352(05)01001-9.
Gil A., Korili S.A., Vicente M.A. Recent Advances in the Control and Characterization of the Porous Structure of Pillared Clay Catalysts. Catal. Rev. Sci. Eng. 2008. V. 50. N 2. P. 153. DOI: 10.1080/01614940802019383.
Khamroev J.Kh, Fayzullaev N.I., Khaidarov G.Sh., Temirov F.N., Jalilov M.Kh. Texture and Sorption Charac-teristics of Bentonite-Based Sorbents. Ann. Romanian Soc. Cell Biol. 2021. V. 25. Iss. 4. P. 828 – 849.
Kuznetsov N.B. Synthesis and application of carbon sorbents. Soros. Obrazovat. Zhurn. 1999. N 12. P. 29–34 (in Russian).
Kinle H. Active coals and their industrial application. L.: Khimiya. 1984. 216 p. (in Russian).
Pukhov I.G., Smirnova D.N., Ilyin A.P., Smirnov N.N. Study of the acidbase properties of the surface of carbon adsorbents by potentiometric titration. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2012. V. 55. N 12. P.117-122 (in Russian).
Kolyshkin D.A. Active coals. Means and methods of testing. L.: Khimiya. 1972. 56 p. (in Russian).
Olontsev V.F. Some trends in the production and use of activated carbons in the world economy. Khim. Prom. 2000. N 8. P. 7-14 (in Russian).
Greg S., Sing K. Adsorption, surface area, porosity. M.: Mir. 1984. 306 p. (in Russian).
Smith A. Applied IR spectroscopy. M.: Mir. 1982. 328 p. (in Russian).
Tzvetkov G., Mihaylova S., Stoitchkova K., Tzvetkov P., Spassov T. Mechanochemical and chemical activation of lignocellulosic material to prepare powdered activated carbons for adsorption applications. Powder Technol. 2016. V. 299. P. 41–50. DOI: 10.1016/j.powtec.2016.05.033.
Ali R., Aslam Z., Shawabkeh R.A., Asghar A., Hussein I.A. BET, FTIR, and RAMAN characterizations of activated carbon from wasteoil fly ash. Turk. J. Chem. 2020. V. 44(2). P. 279–295. DOI: 10.3906/kim-1909-20.
Nabil M., Mahmoud K.R., El-Shaer A., Nayber H.A. Preparation of crystalline silica (quartz, cristobalite, and tri-dymite) and amorphous silica powder (one step). J. Phys. Chem. Solids. 2018. V. 121. P. 22–26. DOI: 10.1016/j.jpcs.2018.05.001.
El Maataoui Y., El M’rabet M., Maaroufi A., Dahchour A. Spiramycin adsorption behavior on activated bentonite, activated carbon and natural phosphate in aqueous solution. Environ. Sci. Pollut. Res. 2019. 26. P. 15953-15972. DOI: 10.1007/s11356-019-05021-4.
Ravindra Reddy T., Kaneko S., Endo T., Lakshmi Reddy S. Spectroscopic Characterization of Bentonite. J. Laser Opt. Photonics. 2017. V. 4(171). DOI: 10.4172/2469-410X.1000171.
Mazo M.A., Tamayo A., Rubio J. Advanced silicon oxycarbide-carbon composites for high-temperature resistant friction systems. J. Eur. Ceram. Soc. 2016. 36(10). P. 2443–2452. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2016.03.012.
Melnikov A.A., Gordina N.E., Tyukanova K.A., Gusev G.I., Gushchin A.A., Rumyantsev R.N. Synthesis of sorption systems based on mechanochemically activated vermiculite. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 8. P. 63-71. DOI: 10.6060/ ivkkt.20216408.6422.
Grishin I.S., Smirnov N.N., Smirnova D.N. Mechano-chemical Modification of Activated Carbon in Air. Russ. J. Appl. Chem. 2020. 93. P. 1661–1666. DOI: 10.1134/S1070427220110051.
