РЕГЕНЕРАЦИЯ АКТИВИРОВАННОГО УГЛЯ ПОСЛЕ АДСОРБЦИИ КРАСИТЕЛЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЕРУКСУСНОЙ КИСЛОТЫ. ЧАСТЬ 2: РОЛЬ ПЕРУКСУСНОЙ КИСЛОТЫ В ОКИСЛИТЕЛЬНОМ ЭТАПЕ
Аннотация
Данное исследование посвящено изучению возможности регенерации активированного угля (удаления с его поверхности адсорбированного красителя метиленового синего с использованием надуксусной кислоты). В ходе исследований получены ценные сведения об изменении свойств поверхности активированного угля в процессе регенерации. При изучении адсорбционно-десорбционных равновесий было установлено, что примерно 4,5% изначально адсорбированного метиленового синего десорбируется при промывке, в то время как большая часть (95,5%) остается прочно связанной с активированным углем. Анализ методом инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье позволил установить, что в процессе регенерации поверхность угля приобретает дополнительные функциональные группы – гидроксильные и карбоксильные. Анализ методом высокоэффективной жидкостной хроматографии подтвердил успешное удаление метиленового синего из жидкой фазы, указывая на высокую селективность системы надуксусных кислот/Co2+ в отношении адсорбированных молекул метиленового синего. Кроме того, анализ методом Брунауэра-Эммета-Теллера показал, что восстановленный уголь сохраняет свои поверхностные характеристики и пористую структуру, с незначительным снижением удельной поверхности и общего объема пор. Эти результаты подчеркивают эффективность надуксусных кислот в процессе регенерации и его потенциал в повышении возможности повторного использования активированного угля в технологических процессах. Данное исследование предоставляет ценную информацию для дальнейших исследований механизма регенерации и оптимизации условий регенерации с использованием надуксусных кислот.
Для цитирования:
Нгуен Ти Ким Занг, Фунг Ти Лан, До Хонг Хань, Нгуен Хоанг Хао, Ву Тхи Тхао Регенерация активированного угля после адсорбции красителя с использованием перуксусной кислоты. Часть 2: Роль перуксусной кислоты в окислительном этапе. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 2. С. 13-20. DOI: 10.6060/ivkkt.20246702.6904.
Литература
Menshova I.I., Averina Yu.M., Zabolotnaya E. Carbon fibers in the adsorption processes. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 3. P. 52-58 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20236603.6715.
Rokhina E.V., Makarova K., Golovina E.A., Van As H., Virkutyte J. Free radical reaction pathway, thermochemistry of peracetic acid homolysis, and its application for phenol degradation: spectroscopic study and suantum chemistry calculations. Environ. Sci. Technol. 2010. V. 44. P. 6815 - 6821. DOI: 10.1021/es1009136.
Matveichuk Y.V., Stanishevskii D.V. Perlactic Acid: synthesis, analytical determination and application in disinfection. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 2. P. 102-110 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20226502.6432.
Maisa El Gamal, Hussein A. Mousa, Muftah H. El-Naas, Renju Zacharia, Simon Judd. Bioregeneration of activated carbon: A comprehensive review. Separat. Purificat. Technol. 2018. V. 197. P. 345–359. DOI: 10.1016/j.seppur.2018.01.015.
Belyy V.A., Sverguzova S.V., Shaikhiev I.G., Sapronova Zh.A., Voronina Yu.S. Extraction of the methylene blue dye from solutions with sycamore biomass sawdust. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 5. P. 139-145 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20236605.6757.
Larasati A., Fowler G.D., Graham N.J.D. Chemical regeneration of granular activated carbon: preliminary evalua-tion of alternative regenerant solutions. Environ. Sci.: Water Res. Technol. 2020. V. 6. P. 2043-2056. DOI: 10.1039/d0ew00328j.
Kim J., Du P., Liu W., Luo C., Zhao H., Huang C-H. Cobalt/Peracetic Acid: Advanced Oxidation of Aromatic Organic Compounds by Acetylperoxyl Radicals. Environ. Sci. Technol. 2020. V. 54. P. 5268-5278. DOI: 10.1021/ acs.est.0c.
Nguyen Thi Kim Giang, Phung Thi Lan, Nguyen Hoang Hao, Vu Thi Thao. Regeneration of activated carbon after adsorption of dye using peracetic acid. Part 1: effects of metal ions, pH, regeneration time, and acid concentration. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 10. P. 52-58. DOI: 10.6060/ ivkkt.20236610.6900.
Roop Chand Bansal M.G. Activated Carbon Adsorption. Boca Raton: CRC Press, Taylor & Francis. 2005. DOI: 10.1201/9781420028812.
Xu R., Zeng H.C. Dimensional Control of Cobalt-hydroxide-carbonate Nanorods and Their Thermal Conver-sion to One-Dimensional Arrays of Co3O4 Nanoparticles. J. Phys. Chem. B. 2003. V. 107. P. 12643–12649. DOI: 10.1021/jp035751c.
Xie X.W., Shang P.J., Liu Z.Q., Lv Y.G., Li Y., Shen W.J. Synthesis of Nanorod-Shaped Cobalt Hydroxycar-bonate and Oxide with the Mediation of Ethylene Glycol. J. Phys. Chem. C. 2010. V. 114. P. 2116–2123. DOI: 10.1021/jp911011g.
Pignatello J.J., Oliveros E., MacKay A. Advanced oxidation processes for organic contaminant destruction based on the fenton reaction and related chemistry. Crit. Rev. Environ. Sci. Technol. 2006. V. 36. P. 1–84. DOI: 10.1080/10643380500326564.
Melo J.M.O., Duarte J.L.S., Ferro A.B., Meili L., Zanta C.L.P.S. Comparing Electrochemical and Fenton-Based Pro-cesses for Aquaculture Biocide Degradation. Water, Air, Soil Pollut. 2020. V. 231. 79. P. 1-14. DOI: 10.1007/s11270-020-4454-9.
Tavares M.G.R., Santos D.H.S., Tavares M.G., Duarte J.L.S., Meili L., Pimentel W.R.O., Tonholo J., Zanta C.L.P.S. Removal of Reactive Dyes from Aqueous Solution by Fenton Reaction: Kinetic Study and Phytotoxicity Tests. Water, Air, Soil Pollut. 2020. V. 231. 82. P. 1-15. DOI: 10.1007/s11270-020-4465-6.
Muranaka C.T., Julcour C., Wilhelm A.M., Delmas H., Nascimento C.A.O. Regeneration of activated carbon by (Photo)-Fenton oxidation. Ind. Eng. Chem. Res. 2010. V. 49. P. 989–995. DOI: 10.1021/ie900675d.
Santos D.H.S., Duarte J.L.S., Tonholo J., Meili L., Zanta C.L.P.S. Separation and Purification Technology Saturated activated carbon regeneration by UV-light, H2O2 and Fenton reaction. Separat. Purif. Technol. 2020. V. 250. P. 117-112. DOI: 10.1016/j.seppur.2020.117112.
Ovchinnikov N.L., Vinogradov N.M., Gordina N.E., Butman M.F. Application of activating influences in obtaining TiO2-pillared montmorillonite with improved photocatalytic properties. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 5. P. 59-71 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20236605.6798.
Samonin V.V., Spiridonova E.A., Podvyaznikov M.L., Khrylova E.D., Khokhlachev S.P., Klishchevskaya L. Production of activated carbons from the woodworking industry waste. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 12. P. 67-75. DOI: 10.6060/ivkkt.20226512.6662.
Liang S.X., Zhao L.X., Zhang B.T., Lin J.M. Experi-mental studies on the chemiluminescence reaction mechanism of carbonate/bicarbonate and hydrogen peroxide in the presence of cobalt(II). J. Phys. Chem. 2008. V. 112. P. 618 - 623. DOI: 10.1021/jp0761822.
Kha N.T.T., Lefedova O.V., Merkin A.A. Features of the kinetics of 4-nitroaniline and azoxybenzene hydrogenation in 2-propanol aqueous solutions. Russ. J. Phys. Chem. 2013. V. 87. P. 571–575. DOI: 10.1134/S0036024413040195.
