СОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ДРЕВЕСНО-ХИТОЗАНОВОГО УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩЕГО КАТИОНИТА
Аннотация
Статья посвящена исследованию процессов сорбции и десорбции ионов меди (II) на новом углеродсодержащем древесно-хитозановом катионите. Описана методика получения нового природного сорбента, исследовано равновесие в статических условиях. Полученные данные обработаны в рамках моделей Лэнгмюра, Фрейндлиха и Темкина. Показано, что модель Ленгмюра наилучшим образом описывает сорбцию ионов меди (II) на катионите. Проведены экспериментальные исследования процессов ионообменной сорбции и десорбции ионов меди на древесно-хитозановом углеродсодержащем катионите в лабораторной установке авторской конструкции. Ионообменная установка содержит ионообменный фильтр, внутри которого установлены верхнее и нижнее дренажно-распределительные устройства, и имеется слой частиц ионообменника с плотностью, меньшей плотности очищаемой воды, и слой частиц инертного материала с плотностью, большей плотности очищаемой воды. В ходе исследований были получены выходные кривые, на основании которых были рассчитаны параметры ионообменного процесса: его относительная скорость, динамическая обменная емкость катионита, степень регенерации катионита, удельный расход регенерационного раствора, коэффициенты внутренней диффузии и др. Катионит и ионообменный аппарат рекомендованы для очистки растворов и сточных вод от ионов меди (II).
Для цитирования:
Рябиков А.А., Натареев С.В., Сырбу С.А. Сорбционные свойства древесно-хитозанового углеродсодержащего катионита. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2026. Т. 69. Вып. 7. С. 138-147. DOI: 10.6060/ivkkt.20266907.7045.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Литература
Kilislioglu A. Ion exchange technologies. InTech. 2012. P. 366. DOI: 10/5772/2925.
Gunatilake S.K. Methods of removing heavy metals from industrial wastewaters. J. Multidiscip. Eng. Sci. Stud. 2015. V. 1. P. 8–12.
Natareev S.V., Zakharov D.E., Ryabikov A.A. Processes of ion exchange sorption and desorption of Cu2+ and Zn2+ ions on a composite sorbent. Ros. Khim. Zhurn. 2023. V. 67. N 2. P. 45-51 (in Russian). DOI: 10.6060/RCJ.2023672.5.
Lapshin N.A., Natareev S.V. Unsteady processes of ion exchange sorption of copper ions in a continuous ideal mixing apparatus. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 12. P. 105-111 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20226512.6698.
Natareev S.V., Larina A.I., Ryabikov А.А., Syrbu S.A. Unsteady processes of ion exchange sorption of zinc ions in a dense moving ion exchanger bed apparatus. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2025. V. 68. N 1. P. 101-108 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20256801.7090.
Natareev S.V., Zaharov D.E., Lapshin N.A. Ion exchange water treatment from heavy metal ions in the devices of pe-riodical and continuous action. Sovr. Naukoem. Tekhnol. Reg. Pril. 2019. N 2 (58). Р. 150 – 159 (in Russian).
SenGupta A. Ion exchange in environmental processes: Fundamentals, applications and sustainable technology. John Wiley & Sons. 2017. 496 p. DOI: 10.1002/9781119421252.
Motsi T., Rowson N.A., Simmons M.J.H. Adsorption of heavy metals from acid mine drainage by natural zeolite. Int. J. Miner. Process. 2009. V. 92. P. 42–48. DOI: 10.1016/j.minpro.2009.02.005.
Kang S.Y., Lee J.U., Moon S.H., Kim K.W. Competitive adsorption characteristics of Co2+, Ni2+ and Cr3+ by IRN-77 cation exchange resin in synthesized wastewater. Chemo-sphere. 2004. V. 56. P. 141–147. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2004.02.004.
Medvedeva I.V., Medvedeva O.M., Studenok A.G., Studenok G.A., Tseytlin E.M. New composite materials and processes for chemical, physico-chemical and biochemical technologies of water purification. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 1. P. 6-27 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20236601.6538.
Nikiforova Т.Е., Kozlov V.A., Vokurova D.A., Ivanov S.N. Effect of modification of flax fiber with polyethylene-polyamine on Cu(II) and Cd(II) ions sorption. Ros. Khim. Zh. 2023. V. 67. N 3. P. 63-72 (in Russian). DOI: 10.6060/RCJ.2023673.9.
Gabrin V.A., Nikiforova T.E. Sorption kinetics of heavy metals from aqueous media by a modified chitosan. Ros. Khim. Zhurn. 2024. V. 68. N 3. P. 25-31 (in Russian). DOI: 10.6060/rcj.2024683.4.
Nikiforova T.E., Kozlov V.A., Vokurova D.A. Sorption of copper(II) ions in a heterophase system "aqueous solution - modified cellulose". ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 12. P. 91-100 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20236612.6814.
Natareev S.V., Zakharov D.E., Ryabikov A.A. Ion-exchange water purification in a device with a fixed dense layer of natural sorbent. Sovr. Naukoem. Tekhnol. Reg. Pril. 2019. N 2 (58). Р. 150 – 159 (in Russian). DOI: 10.6060/snt.20237503.00010.
Gabrin V.A., Nikiforova T.E., Kozlov V.A., Razgovorov P.B. Concentration of heavy metal ions from aqueous media under dynamic conditions using a composite sorbent based on chitosan and silica. Tonkie Khim. Tekhnol.. 2024. V. 19. N 3. Р. 183-191 (in Russian). DOI: 10.32362/2410-6593-2024-19-3-183-191.
Taranovskaya E., Sobgayda N., Markina D. Absorbent Materials Based on Chitosan for Sewage Treatment from Heavy Metal Ions. Ecol. Promysh. Ross. 2016. N 20(5). P. 34-39 (in Russian). DOI: 10.18412/1816-0395-2016-5-34-39.
Salehi E., Daraei P., Shamsabadi A.A. A review on chitosan-based adsorptive membranes. Carbohydr. Polym. 2016. V. 152. P. 419–432. DOI: 10.1016/j.carbpol.2016.07.033.
Alekseev V.N. Quantitative analysis. M.: Al’yans. 2007. 504 p. (in Russian).
Polyansky N.G., Gorbunov G.N., Polyanskaya N.L. Methods of ionite research. M.: Khimiya. 1976. 208 p. (in Russian).
Selemenev V.F., Slavinskaya G.V., Khokhlov V.Yu., Ivanov V.A., Gorshkov V.I., Timofeevskaya V.D. Work-shop on ion exchange. Voronezh: Voronezh. Gos. Univ. 2004. 160 p. (in Russian).
Volzhinsky A.I., Konstantinov V.A. Regeneration of ion exchangers. Theory of the process and calculation of devices. L.: Khimiya. 1990. 240 p. (in Russian).
Frolov Yu.G. Course of Colloid Chemistry. Surface Phenomena and Dispersed Systems. M.: Al’yans. 2009. 462 p. (in Russian).
Markov V.F., Maskaeva L.N. Ikanina E.V. The ion-exchange property investigation of composite sorbent based on cation exchanger cu-2.8 and iron (III) hydroxide to copper (II) ions. Sorbts. Khromatogr. Prots. 2010. V. 10. N.6. P. 830 – 840 (in Russian).
Nikiforova Т.Е., Kozlov V.A., Vokurova D.A., Ivanov S.N. Effect of modification of flax fiber with polyethylene-polyamine on Cu(II) and Cd(II) ions sorption. Ros. Khim. Zhurn. 2023. V. 67. N 3. P. 63-72. DOI: 10.6060/rcj.2023673.9.
Travin S.O., Gromov O.B., Utrobin D.V., Roshchin A.V. Kinetic modeling of adsorption isotherms. Khim. Fizika. 2019. V. 38. N 11 P. 5–15 (in Russian).
Mironenko N.V., Brezhnev T.A., Shkutina. I.V., Selemenev V.F. Sorption interactions in the "saponin Quillaja saponaria molina – chitosan" system. Sorbts. Khromatogr. Prots. 2015. V. 15. N 1. P. 74 – 84 (in Russian).
Shumyatsky Yu.I. Adsorption Processes. M.: RKhTU. 2005. 164 p. (in Russian).
