всероссийский научно-практический журнал
  • ISSN 2072-8158
  • -
  • Роспечать: 48626
  • Пресса России: 44722

ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ СОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩИХ СОРБЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПО ОТНОШЕНИЮ К ФЕНОЛУ

Опубликовано в журнале «Вода: химия и экология» № 2 за 2017 год, стр. 60–66.
Рубрика: Материалы для водоподготовки

 

Галимова Р.З. аспирант кафедры Инженерной экологии, ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технологический университет»
Шайхиев И.Г, доктор технических наук, заведующий кафедрой инженерной экологии, ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический университет»

Аннотация:
При современных темпах развития промышленного и сельскохозяйственного производства становится всё более актуальной проблема очистки поверхностных и сточных вод. Одним из наиболее токсичных поллютантов, попадающих в водоёмы со сточными водами химического, нефтехимического, фармацевтического и др. производств является фенол. Создание высокоэффективных, доступных и дешевых сорбционных материалов для извлечения фенола из природных и сточных вод является актуальной проблемой современности. В связи с вышесказанным, получены модифицированные целлюлозосодержащие сорбционные материалы на основе плодовых оболочек зерновых культур (пшеницы, овса, ячменя) путем обработки их поверхности растворами серной кислоты. Изучены сорбционные свойства нативных и модифицированных сорбционных материалов по отношению к фенолу в режиме статической адсорбции. Наибольшей сорбционной ёмкостью по отношению к фенолу обладают модифицированные плодовые оболочки зерен овса, полученные путем обработки поверхности 5%-ным раствором серной кислоты. В рамках моделей сорбции Ленгмюра, Фрейндлиха, БЭТ, Дубинина-Радушкевича, Темкина, Флори-Хаггинса, Гаркинса-Джура, Френкеля-Хелси-Хилла изучена закономерность распределения фенола в гетерофазной системе «раствор фенола-модифицированные плодовые оболочки зерен овса 5%-ным раствором серной кислоты». Выявлено, что процесс лучше всего описывается уравнением сорбции Ленгмюра с коэффициентом корреляции 0,99. Рассчитаны максимальная сорбционная ёмкость сорбента (0,016 ммоль/дм3) и термодинамические константы сорбции. Выяснено, что процесс сорбции фенола модифицированными плодовыми оболочками зерен овса протекает самопроизвольно и относится к процессу физической адсорбции.

Ключевые слова: модели сорбции, модификация, сорбция, фенол, целлюлозосодержащие сорбенты

Ссылка для цитирования:
Галимова Р.З., Шайхиев И.Г, ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ СОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩИХ СОРБЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПО ОТНОШЕНИЮ К ФЕНОЛУ // Вода: химия и экология. — 2017. — № 2. — c. 60–66. — http://watchemec.ru/article/28410/

Литература:
1. Gogate P.R. Treatment of wastewater streamscontaining
phenolic compounds using hybrid techniques Bades on
cavitation: A review of the G culo status and the way
forward // Ultrasonics Sonochemistry. 2008. Vol. 15. Р.
1-15.
2. Veeresh, G.S. Treatment of phenol and cresols in upflow
anaerobic sludge blanket (UASB) process: A review /
G.S. Veeresh, P.Kumar, I. Mehrotra // Water Research.
2005. Vol. 39, №1. Р. 154-170.
3. Busca G. Technologies for the removal of phenol from
fluid streams: A short review of recent developments / G.
Busca, S. Berardinelli, C. Resini, L. Arrighi // Journal of
Hazardous Materials. 2008. Vol. 160, №2-3. Р. 265-288.
4. Ahmed S. Heterogeneous photocatalytic degradation
of phenols in wastewater : a review on current status and
developments / S. Ahmed, M.G. Rasul, W.N. Martens,
R.J. Brown, M.A. Hashib // Desalination. 2010. Vol. 261,
№1-2. Р. 3-18.
5. Ahmed S. Influence of parameters on the heterogeneous
photocatalytic degradation of pesticides and phenolic
contaminants in wastewater : a short review / S. Ahmed,
M.G. Rasul, W.N. Martens, R.J. Brown, M.A. Hashib //
Journal of Environmental Management. 2011. Vol. 92,
№3. Р. 311-330.
6. Herney-Ramirez J. Heterogeneous photo-Fenton
oxidation with pillared clay-based catalysts for wastewater
treatment: A review / J. Herney-Ramirez, M.A. Vicente,
L.M. Madeira // Applied Catalysis B: Environmental.
2010. Vol. 98. Р. 10-26.
7. Stasinakis A.S. Use of Selected Advanced Oxidation
Processes (AOPs) for Wastewater Treatment // Global
NEST Journal. 2008. Vol. 10. P. 376-385.
8. Agustina T.E. A Review of Synergistic Effect of
Photocatalysis and Ozonation on Wastewater Treatment
/ T.E. Agustina, H.M. Ang, V.K. Vareek // Journal of
Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry
Reviews. 2005. Vol.6. P. 264-273.
9. Ahmed S. Advances in heterogeneous photocatalytic
degradation of phenols and dyes in wastewater: a review
/ S. Ahmed, M.G. Rasul, W.N. Martens, R. Brown, M.A.
Hashib // Water, Air, & Soil Pollution. 2011. Vol. 215,
№1-4. Р. 3-29.
10. Levec J. Catalytic wet-air oxidation processes:
a review / J. Levec, A. Pintar // Catalysis Today. 2007.
Vol. 124. P. 172-184.
11. Khan K.A. Anaerobic activated carbon filter for the
treatment of phenol-bearing wastewater / K.A. Khan,
M.T. Suidan, W.H. Cross // Journal Water Pollution
Control Federation. 1981. №10. Р. 1519-1532.
12. Polaert I. Phenol wastewater treatment by a twostep
adsorption-oxidation process on activated carbon
/ I. Polaert, A.M. Wilhelm, H. Delmas // Chemical
Engineering Science. 2002. Vol. 57. P. 1585-1590.
13. Cao S. Catalytic wet air oxidation of wastewater
containing ammonia and phenol over activated carbon
supported Pt catalysts / S. Cao, G. Chen, X. Hu, P.L. Yue
// Catalysis Today. 2003. Vol. 88. P. 37-47.
14. Hameed B.H. Removal of phenol from aqueous
solutions by adsorption onto activated carbon prepared
from biomass material / B.H. Hameed, A.A. Rahman //
Journal of Hazardous Materials. 2008. №2-3. Р. 576-581.
15. García-Araya J.F. Activated carbon adsorption of
some phenolic compounds present in agroindustrial
wastewater / J.F. García-Araya, F.J. Beltrán, P. Álvarez,
F.J. Masa // Adsorption. 2003. №2. Р. 107-115.
16. Lin S.H. Adsorption of phenol and its derivatives
from water using synthetic resins and low-cost natural
adsorbents: a review / S.H. Lin, R.S. Juang // Journal of
Environmental Management. 2009. Vol. 90. P. 1336-1349.
17. Ahmaruzzaman M. Adsorption of phenolic compounds
on low-cost adsorbents: a review // Advances in Colloid
and Interface Science. 2008. №1-2. Р. 48-67.
18. Girish C.R. Review on adsorption of phenol from
wastewater using locally available adsorbents / C.R.
Girish, V.R. Murty // Journal of Environmental Research
and Development. 2012. №3A. Р. 763-772.
19. Okasha A.Y. Phenol removal from aqueous system by
sorption using some local waste materials / A.Y. Okasha,
H.G. Ibrahim // Electronic Journal of Enviromental,
Agricultural and Food Chemistry. 2010. №4. Р. 796-807.
20. Denisova T.R. Study of Kinetic — Thermodynamic
Aspects of Phenol Adsorption On Natural Sorption
Materials / T.R. Denisova, R.Z. Galimova, I.G. Shaikhiev,
G.V. Mavrin // Research Journal of Pharmaceutical,
Biological and Chemical Sciences. 2016. Vol. 7, №5, Р.
1765-1771.
21. Larous S. The use of sawdust as by product adsorbent
of organic pollutant from wastewater: adsorption of
phenol / S. Larous, A-H. Meniai // Energy Procedia.
2012. Vol. 18. P. 905-914.
22. Шайхиев И.Г. Отходы от переработки шерсти для
очистки водных акваторий от нефти / И.Г. Шайхиев,
Р.Х. Низамов,С.В. Степанова // Экспозиция Нефть
Газ. 2010. №4. С. 11-14.
23. Кондаленко О.А. Отходы от переработки сельскохозяйственных культур в качестве сорбентов для удаления нефтяных пленок с поверхности воды / О.А. Кондаленко, И.Г. Шайхиев, С.М. Трушков // Экспозиция Нефть Газ. 2010. №5. С. 46-50.
24. Степанова С.В. Отходы переработки зерновых культур в качестве сорбционных материалов ионов никеля / С.В. Степанова, И.Г. Шайхиев // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17, №1. С. 181-183.
25. Степанова С.В. Удаление ионов цинка из модельных растворов плодовыми оболочками зерновых культур / С.В. Степанова, И.Г. Шайхиев // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17, №3. С. 166-168.
26. Шайхиев И.Г. Отходы переработки льна в качестве сорбентов нефтепродуктов. 2. Влияние химической обработки на гидрофобность и нефтепоглощение / И.Г. Шайхиев, С.В. Степанова, С.В. Фридланд, Э.М. Хасаншина // Вестник Башкирского университета. 2010. Т. 15, №3. С. 607-609.
27. Прокопенко Т.А. Влияние обработки растворами кислот на маслоемкость и структуру поверхности семенных оболочек пшеницы / Т.А. Прокопенко, С.В. Степанова, И.Г. Шайхиев // Вестник Казанского технологического университета. 2012. Т. 15, №14. С. 182-185.
28. Степанова С.В. Очистка модельных стоков, содержащих ионы тяжелых металлов, шелухой пшеницы / С.В. Степанова, И.Г. Шайхиев, С.В. Свергузова // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2014. №6. С. 183-186.
29. Вафина А.Р. Исследование адсорбции красителя «анионный ярко-зеленый Н2С» на плодовых оболочках зерен пшеницы / А.Р. Вафина, И.Г. Шайхиев // Вестник Казанского технологического университета. 2016. Т. 19, №12. С. 153-157.
30. Подкорытов А.Л. Окислительно-восстановительное титрование / А.Л. Подкорытов, Л.К. Неудачина, С.А. Штин. Екатеринбург: Издательство Уральского университета. 2015. 64 с.
31. Агафонов А.К. Моделирование процессов однокомпонентной монослойной адсорбции и десорбции методом вероятностного клеточного автомата (ВКА): методические указания к лабораторной работе. Самара: Самарский государственный аэрокосмический университет. 2007. 32 с.
32. Никифорова Т.Е. Физико-химические основы хемосорбции ионов d- металлов модифицированными целлюлозосодержащими материалами. Дисс.… д-ра. хим. наук. Иваново, 2014. 365 с.
33. Галимова Р.З. Изучение термодинамики сорбции фенола на осиновых опилках / Р.З. Галимова, И.Г. Шайхиев, Г.А. Алмазова // Вестник Казанского технологического университета. 2016. Т.19, №1. С. 60-63.
34. Sari A. Adsorption of Pb(II) and Cr(III) from aqueous solution on Celtek clay / A. Sari, M. Tuzen, M. Soylak // Journal of Hazardous Materials. 2007. Vol. 144. P. 41-46.