ЗАКОНОМЕРНОСТИ СОРБЦИИ КРАСИТЕЛЕЙ ТЕКСТИЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВ НА АКТИВИРОВАННОМ УГЛЕ
Аннотация
В работе представлены результаты исследования процессов сорбции модельных красителей, применяющихся на текстильных предприятиях Ивановской области, активированным углем. Установлено, что экспериментальные зависимости величин сорбции красителей от их концентрации принадлежат к изотермам Лэнгмюра (L-типа). Для установления механизма сорбции и определения максимальной сорбционной емкости активированного угля по отношению к исследуемым красителям полученные данные были обработаны в рамках сорбционных моделей Ленгмюра, Фрейндлиха и Дубинина-Радушкевича. На основе экспериментальных данных рассчитаны термодинамические характеристики процесса сорбции, включая изменение энергии Гиббса, а также константы равновесий в рамках различных моделей. Показано, что адсорбция красителей во всех случаях является самопроизвольным процессом, что подтверждается значениями изменения энергии Гиббса. Наиболее интенсивно протекает сорбция NOVACRON Navy S-G, хотя при этом для данного красителя не наблюдается полного заполнения поверхностного слоя адсорбента. Максимальная степень заполнения поверхности составляет лишь 0,58 для NOVACRON Yellow EC-2R. Значения констант Генри также подтверждают, что наиболее легко сорбция протекает при низких концентрациях красителя. Характеристическая энергия и постоянные модели Фрейндлиха косвенно подтверждают факт благоприятного течения адсорбции. Результаты формальной обработки изотерм в координатах уравнения теории объемного заполнения микропор показали, что наиболее хорошо экспериментальных данные линеаризуются при допущении, что адсорбция протекает в объеме энергетически однородного микропористого адсорбента. Проведена оценка возможности применения активированного угля для обесцвечивания растворов красителей. Рассчитаны степени обесцвечивания, демонстрирующие эффективность угольного сорбента, несмотря на невысокие значения заполнения поверхности. Результаты исследования подтвердили перспективность использования активированного угля для удаления красителей из сточных вод текстильных предприятий Ивановской области.
Для цитирования:
Бабкин М.Ю., Филиппов Д.В., Захаров О.В., Агеева А.А. Закономерности сорбции красителей текстильных производств на активированном угле. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2026. Т. 69. Вып. 2. С. 64-71. DOI: 10.6060/ivkkt.20266902.6801.
Литература
Iwuozor K.O. Prospects and challenges of using coagulation-flocculation method in the treatment of effluents. Advan. J. Chem.-Sec. A. 2019. V. 2. N 2. P. 105-127. DOI: 10.29088/SAMI/AJCA.2019.2.105127.
Pandey P., Khan F., Mishra R., Singh S.K. Elucidation of the potential of Moringa oleifera leaves extract as a novel alternate to the chemical coagulant in water treatment process. Water Envir. Res. 2020. V. 92. N 7. P.1051-1056. DOI: 10.1002/wer.1300.
Khan M. D., Singh А., Khan M.Z., Tabraiz S., Sheikh J. Current perspectives, recent advancements, and efficiencies of various dye-containing wastewater treatment technologies. J. Water Proc. Eng. 2023. V. 53. P. 103579. DOI: 10.1016/j.jwpe.2023.103579.
Beard J.C., Swager T.M. An organic chemist’s guide to N-nitrosamines: their structure, reactivity, and role as contaminants. J. Org. Chem. 2021. V. 86. N 3. P. 2037-2057. DOI: 10.1021/acs.joc.0c02774.
Mcyotto F., Wei Q., Macharia D.K., Huang M. Effect of dye structure on color removal efficiency by coagulation. Chem. Eng. J. 2021. V. 405. P. 126674. DOI: 10.1016/j.cej.2020.126674.
Kulentsan A.L., Marchuk N.A., Legoshin D.A., Shiryaev M.Yu., Puzanov A.M., Manukyan L.T. Analysis of polluted wastewater discharge in the regions of the Central Federal District. Russian Chemical Engineering region). Ross. Khim. Zhurn. 2025. V. 69. N 2. P. 83-90 (in Russian). DOI: 10.6060/rcj.2025692.10.
Islam T., Repon Md.R., Tarikul Islam T., Sarwar Z., Rahman M.M. Impact of textile dyes on health and ecosystem: a review of structure, causes, and potential solutions. Envir. Sci. Pol. Res. 2023. V. 30. P. 9207-9242. DOI: 10.1007/s11356-022-24398-3.
Samsami S., Mohamadi M., Sarrafzadeh M.H., Rene E.R. Recent advances in the treatment of dye-containing wastewater from textile industries: Overview and perspectives. Proc. Saf. Environ. Protec. 2020. V. 143. P. 138-163. DOI: 10.1016/j.psep.2020.05.034.
Jorge A. M.S., Athira K K, Alves M.B.N., Gardas R.L. Textile dyes effluents: A current scenario and the use of aqueous biphasic systems for the recovery of dyes. J. Water Proc. Eng. 2023. V. 55. P. 104125. DOI: 10.1016/j.jwpe.2023.104125.
Alsukaibi A. K.D. Various approaches for the detoxification of toxic dyes in wastewater. Processes. 2022. V. 10. N 10. P. 1968. DOI: 10.3390/pr10101968.
Benkhaya S., Souad M., Ahmed E.H. Classifications, properties, recent synthesis and applications of azo dyes. Heliyon. 2020. V. 6. N 1. P. 3271. DOI: 10.1016/j.heliyon.2020.e03271.
Repon Md.R., Dev B., Rahman Md. A., Jurkoniene S. Textile dyeing using natural mordants and dyes: a review. Environ. Chem. Lett. 2024. V. 22. N 3. P. 1473-1520. DOI: 10.1007/s10311-024-01716-4.
Akter T., Protity A.T., Shaha M., Al- Mamun M., Hashem A. The impact of textile dyes on the environment. Nanohybrid materials for treatment of textiles dyes. Singapore: Sprin. Nature Singapore. 2023. P. 401-431. DOI: 10.4018/978-1-7998-0311-9.ch008.
Babkin M.Yu., Filippov D.V., Zakharov O.V., Gushchin A.A., Ageeva A.A. The synthesis method development of polymeric coagulant based on dicyandiamide. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 8. P. 129-134 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20236608.6779.
Liubushkin T.G., Kuzin E.N., Ivantsova N.A., Konkova T.V. Assessment of the possibility of using peroxodisuluric acid in the treatment processes of wastewater containing synthetic dyes. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2025. V. 68. N 1. P. 120-126 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20256801.7124.
Babkin M.Yu., Zakharov O.V., Ageeva A.A., Filippov D.V. Features of the kinetics of pollutant sedimentation in wastewater from textile industries using coagulants of various natures. Vestn. Nauch.-Tsentr VostNII Promysh. Ekolog. Bezop. 2024. V. 2. P. 78-83 (in Russian). DOI: 10.25558/VOSTNII.2024.89.45.001.
Karri R.R., Ravindran G., Dehghani M.H. Wastewater – sources, toxicity, and their consequences to human health. Soft comp. techn. in solid waste and wastewater manag. Elsevier. 2021. P. 3-33. DOI: 10.1016/B978-0-12-824463-0.00001-X.
Belpaire C. Reyns T., Geeraerts C., Loco J.V. Toxic tex-tile dyes accumulate in wild European eel Anguilla Anguilla. Chemosphere. 2015. V. 138. P. 784-791. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2015.08.007.
Lin J., Ye W., Xie M., Seo D.H. Environmental impacts and remediation of dyecontaining wastewater. Nat. Rev. Earth Envir. 2023. V. 4. N 11. P. 785-803. DOI: 10.1038/s43017-023-00489-8.
Virginia I.R., Raina M.M. Aquatic Environments. Environ. Microbiol. 2015. V. 4. P. 111-138. DOI: 10.1016/B978-0-12-394626-3.00006-5.
Krasnova T.A., Belyaeva O.V., Kirsanov M.P. Use of activated carbons in water treatment and water disposal processes. Tekh. Tekh. Pisch. Proizv. 2012. V. 26. N 3. P. 46-56 (in Russian).
Domracheva V., Trusova V., Ostapchuk D. Purification of Waste Water from Petroleum Products with the Use of Combined Sorbents. Ekol. Promysh. Ross. 2020. V. 24. N 9. P. 11-15 (in Russian). DOI: 10.18412/1816-0395-2020-9-11-15.
Adsorption from solutions on solid surfaces. Ed. by G. Parfit, V.I. Lygin. M.: Mir. 1986. 488 p. (in Russian).
Ulitin M.V., Filippov D.V., Fedorova A.A. Surface phenomena. Adsorption. Ivanovo: ISUCT. 2014. 206 p. (in Russian).
Borisova S.D. Biotesting. Kazan’: Kazan. Gos. Energ. Univ. 2015. 64 p. (in Russian).
Voronyuk, I.N., Eliseeva T.V., Sviridova E.S., Selemenev V.F., Sushkova A.A., Sholokhova A.Yu. Features of sorption of 4-hydroxybenzaldehyde from aqueous solutions by Norit GAC 1240W activated carbon. Sorbts. Khromatogr. Protsessy. 2021. V. 21. N 1. P. 119 (in Russian). DOI: 10.17308/sorpchrom.2021.21/3227.
Polovneva D.P., Starostina I.V. Study of the Mechanism of the Eosin Dye Sorption Process by Chemically Activated Carbon-Containing Sorption Materials. Ross. Khim. Zhurn. 2024. V. 68. N 2. P. 45- 52 (in Russian). DOI: 10.6060/rcj.2024682.6.
