ОДЕРЖАННЯ КИСЛОТНО АКТИВОВАНИХ СОРБЕНТІВ ІЗ РОСЛИННОЇ СИРОВИНИ ТА ЇХ ВИПРОБУВАННЯ ДЛЯ ВИЛУЧЕННЯ БАРВНИКІВ З МОДЕЛЬНИХ РОЗЧИНІВ
DOI:
https://doi.org/10.31319/2519-2884.44.2024.22Ключові слова:
шкаралупа волоського горіха, сорбент лігноцелюлозний, хімічна активація, метод просочування, метиловий оранжевийАнотація
У роботі розглянуто актуальне питання одержання нових сорбентів із рослинної сировини і їх використання для очищення водних систем, які містять небезпечні барвники. В дослідженнях для отримання нових сорбентів застосовано метод хімічної активації, наведено його переваги. Одержано три зразки сорбентів: лігноцелюлозний сорбент на основі шкарлупи волоського горіха, який не піддавався жодній обробці хімічними реагентами; другий зразок — 65 % розчином нітратної кислоти HNO3; третій зразок — 65 % розчином оцтової есенції CH₃COOH. Готові сорбенти були випробувані на ефективність вилучення барвника метилового оранжевого з модельних розчинів. Встановлено оптимальну витрату сорбенту, яка становить 1,5 г/дм3, ефективність очищення — 80 %. Оптимальний час контактування: 20 годин. Вивчено вплив температури на процес сорбції барвника.
Посилання
Ковальчук А., Почечун Т., Галиш В., Трус І. Фосфорилювання шкаралуп волоських горіхів для підвищення ефективності очищення водних розчинів. Технічні науки та технології. 2018. №2(12). С. 236–244. doi.org/10.25140/2411-5363-2018-2(12)-236-244
Будзуляк І.М., Ващинський В.М., Рачій Б.І. Адсорбційні властивості пористих вуглецевих матеріалів, отриманих методом хімічної активації. Журнал фізики та інженерії поверхні. 2015. № 1 (13). C. 84–90.
Матіюк, С.М., Грубінко В.В. Використання природних та абсорбтивних речовин для очи-щення природних та стічних вод. Науковий випуск Тернопільський національний педагогічний університет імені Володимира Гнатюка. Серія Біологія. 2020. №4 (78). С. 69–85. doi:10.25128/2078-2357.19.4.10
Єлатонцев, Д.О., Мухачев, А.П., Супрунчук, В.І. Сорбент лігноцелюлозний зі шкарлупи волоського горіха. Науковий вісник НЛТУ України. 2019. № 29 (1) С.110–115.
Alaya M.N., Girgis B.S., Mourad W.E. Activated carbon from some agricultural wastes under action of one-step steam pyrolysis. Journal of Porous Materials. 2000. Vol. 7. Р. 509–517. doi.org/10.1023/A:1009630928646
Belaid, K.D., Kacha, S., Kameche, M., Derriche, Z. Adsorption kinetics of some textile dyes onto granular activated carbon. Journal of Environmental Chemical Engineering. 2013. Vol.1. No.3. Р. 496‒503. doi.org/10.1016/j.jece.2013.05.003
Ahmad, A.A., Hameed, B.H. Reduction of COD and color of dyeing effluent from a cotton textile mill by adsorption onto bamboo-based activated carbon. Journal of Hazardous Materials. 2009. Vol.172. No.(2-3). Р. 1538–1543. doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.08.025
Marquez-Montesinos F., Cordero T., Rodrı ́guez-Mirasol J., Rodrıguez J. Powdered activated carbons from pinus caribaea sawdust. Separation Science and Technology. 2001. No. 36(14). Р. 3191–3206. doi.org/10.1081/SS-100107767
Juang R. Mechanism of adsorption of dyes and phenols from water using activated carbons prepared from plum kernels. Journal of Colloid and Interface Science. 2000. No. 227(2). C. 437–444. doi.org/10.1006/jcis.2000.6912
Daoud, M., Benturki, O., Girods, P., Donnot, A., Fontana, S. Adsorption ability of activated carbons from phoenix dactylifera rachis and ziziphus jujube stones for the removal of commercial dye and the treatment of dyestuff wastewater. Microchemical Journa. 2019. No.148(3-4). Р. 493–502. doi.org/10.1016/j.microc2019.05.022
Ivanchenko A.B., Sokol O.D., Soroka O.,V. Removal іоns of ferrum(III) and zinc from aqueous environments by chemically activated sorbents from natural raw materials. Journal of Chemistry and Technologies.2023. VOL. 31. No.2. Р. (344–352) doi.org/10.15421/jchemtech.v31i2.268276
Khokhotva O. The influence of dissolved organic carbon on sorption of heavy metals on urea-modified pine bark. Journal of Hazardous Materials. 2010. Vol. 173(1-3). Р. 689–696. doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.08.149
Tagutchou, J. P., Naquin, P. Caractérisation ettraitement thermochimique descoques d'anacarde en vue de leur valorization énergétique dans les procédés de transformation artisanale de noix de cajou. Colloque Eau, Déchets et Développement Durable. 2012. No.62. Р. 28–35. doi.org/10.4267/dechets-sciences-techniques.2722
Jahanban-Esfahlan, A., Jahanban-Esfahlan, R., Tabibiazar, M., Roufegarinejad, L., & Amarowicz, R. Recent advances in the use of walnut (Juglansregia L.) shell as a valuable plant-based bio-sorbent for the removal of hazardous materials. RSC advances. 2020. Vol. 10(12). Р. 7026–7047. doi.org/10.1039/C9RA10084A
Галиш В.В., Мукало Є.О., Козакевич Р.Б., Картель М.Т. Одержання та властивості сорбцій-них матеріалів медичного призначення зі шкаралупи плодових кісточок. Хімія, фізика та технологія поверхні. 2016. Т. 7. № 3. С. 361–369. doi.org/10.15407/hftp07.03.361
Saleem М. Sorption of acidviolet 17 and direct red 80 dyes on cotton fiber from aqueoussolutions. Colloids and Surfaces. 2007. Vol. 292 (2-3). Р. 246–250. doi.org/10.1016/j.colsurfa.2006.06.035
Deaconu M., Senin R., Stoica R., Athanasiu A., Crudо M., Oproiu L., Ruse M., Filipescu C. Adsorption decolorization technique of textile eatherdye containing effluents. International Journal of Waste Resources. 2016. Vol. 6, No.2. Р. 1–7. doi.org/10.4172/2252-5211.1000212
Запольський А.К., Мішкова-Клименко Н.А., Астрелін І.М., Брик М.Т., Гвоздяк П.І. (2000). Фізико-хімічні основи технології очищення стічних вод: підручник для студентів хіміко-технологічних і екологічних спеціальностей вищих навчальних закладів. Київ: Лібра. С. 551.
Delgado, C.N., Mendez, R. Preparation of carbon materials from lignocellulosic biomass. Green carbon materials: advances and applications. 2011. Р. 35–63. doi.org/10.1201/b15651-3
Sentorun-Shalaby C., UcakAstarlioglu M. G., Artok L., Sarici C. Preparation and characterization of activated carbons by one-step steam pyrolysis activation from apricot stones. Microporous and mesoporous materials.2006. Vol. 88. Р. 126–134. doi.org/10.1016/j.micromeso.2005.09.003
Kovalchuk A., Pochechun T., Galish V., Trus I. (2018). Fosforilyuvannya shkaralup voloskih gorihiv dlya pidvishhennya efektivnosti ochishhennya vodnih rozchiniv [Phosphorylation of walnut shells for enhancing the efficiency of water solution purification]. Tehnichni nauki ta tehnologiyi – Technical Sciences and Technologies. No. 2(12). P. 236–244 doi.org/10.25140/2411-5363-2018-2(12)-236-244 (in Ukrainian).
Budzulyak I.M., Vashhinskij V.M., Rachij B.I. (2015). Adsorbcijni vlastivosti poristih vuglecevih materialiv, otrimanih metodom himichnoyi aktivaciyi [Adsorption properties of porous carbon materials obtained by chemical activation]. Zhurnal fiziki ta inzheneriyi poverhni – Journal of Physics and Surface Engineering, No. 1 (13). P. 84–90 (in Ukrainian).
Matiyuk, S. M., Grubinko V. V. (2020). Vikoristannya prirodnih ta absorbtivnih rechovin dlya ochishhennya prirodnih ta stichnih vod [Utilization of natural and adsorptive substances for purification of natural and wastewater]. Naukovij vipusk Ternopilskij nacionalnij pedagogichnij universitet imeni Volodimira Gnatyuka. Seriya biologiya – Scientific release of Volodymyr Hnatiuk Ternopil National Pedagogical University. Series Biology. No. 4 (78). P.69–85 doi:10.25128/2078-2357.19.4.10 (in Ukrainian).
Yelatoncev, D.O., Muhachev, A.P., Suprunchuk, V.I. Sorbent lignocelyuloznij zi shkarlupi voloskogo goriha [Lignocellulosic sorbent from walnut shell]. Naukovij visnik NLTU Ukrayini – Scientific Bulletin of NLTU of Ukraine. No. 29 (1). P.110–115 (in Ukrainian).
Alaya M.N., Girgis B.S., Mourad W.E. (2000). Activated carbon from some agricultural wastes under action of one-step steam pyrolysis. Journal of Porous Materials. Vol. 7. Р. 509‒517. doi.org/10.1023/A:1009630928646 (in English).
Belaid, K.D., Kacha, S., Kameche, M., Derriche, Z. (2013). Adsorption kinetics of some textile dyes onto granular activated carbon. Journal of Environmental Chemical Engineering. Vol.1, No.3. Р. 496‒503. doi.org/10.1016/j.jece.2013.05.003 (in English).
Ahmad, A.A., Hameed, B.H. (2009). Reduction of COD and color of dyeing effluent from a cotton textile mill by adsorption onto bamboo-based activated carbon. Journal of Hazardous Materials. Vol.172, No.(2-3). Р. 1538–1543. doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.08.025 (in English).
Marquez-Montesinos F., Cordero T., Rodrı ́guez-Mirasol J., Rodrıguez J. (2001). Powdered activated carbons from pinus caribaea sawdust. Separation Science and Technology. No. 36(14). Р. 3191–3206. doi.org/10.1081/SS-100107767 (in English).
Juang R. (2001). Mechanism of adsorption of dyes and phenols from water using activated carbons prepared from plum kernels. Journal of Colloid and Interface Science. No. 227(2). Р.437‒444. doi.org/10.1006/jcis.2000.6912 (in English).
Daoud, M., Benturki, O., Girods, P., Donnot, A., Fontana ., S. (2019). Adsorption ability of activated carbons from phoenix dactylifera rachis and ziziphus jujube stones for the removal of commercial dye and the treatment of dyestuff wastewater. Microchemical Journa. No.148(3-4). Р. 493–502. doi.org/10.1016/j.microc2019.05.022 (in English).
Ivanchenko A.B., Sokol O.D., Soroka O.,V. (2023). Removal іоns of ferrum(III) and zinc from aqueous environments by chemically activated sorbents from natural raw materials. Journal of Chemistry and Technologies. Vol. 31. No.2. Р. (344–352) doi.org/10.15421/jchemtech.v31i2.268276 (in English).
Khokhotva O. (2010). The influence of dissolved organic carbon on sorption of heavy metals on urea-modified pine bark. Journal of Hazardous Materials. Vol. 173(1-3). Р. 689–696. doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.08.149 (in English).
Tagutchou, J.P., Naquin, P. (2012). Caractérisation ettraitement thermochimique descoques d'anacarde en vue de leur valorization énergétique dans les procédés de transformation artisanale de noix de cajou. [Characterization and thermochimical treatment of cashew nutshell for their energetic valorization in artisanal cashew nut processing.] Kollok Eo, Déchets et Développement Durable – Water, Waste and Sustainable Development Conference, No.62. Р. 28–35. doi.org/10.4267/dechets-sciences-techniques.2722 (in French).
Jahanban-Esfahlan, A., Jahanban-Esfahlan, R., Tabibiazar, M., Roufegarinejad, L., & Amarowicz, R. (2020). Recent advances in the use of walnut (Juglansregia L.) shell as a valuable plant-based bio-sorbent for the removal of hazardous materials. RSC advances. Vol.10(12), Р. 7026–7047. doi.org/10.1039/C9RA10084A (in English).
Galish V.V., Mukalo Ye.O., Kozakevich R.B., Kartel M.T. (2016). Oderzhannya ta vlastivosti sorbcijnih materialiv medichnogo priznachennya zi shkaralupi plodovih kistochok. [Preparation and properties of sorption materials for medical purposes from the shell of fruit stones]. Himiya, fizika ta tehnologiya poverhni – Chemistry, physics, and surface technology. Т. 7. № 3. С. 361–369. doi.org/10.15407/hftp07.03.361 (in Ukrainian).
Saleem М. (2007). Sorption of acidviolet 17 and direct red 80 dyes on cotton fiber from aqueoussolutions. Colloids and Surfaces. Vol. 292 (2-3). Р. 246–250. doi.org/10.1016/j.colsurfa.2006.06.035 (in English).
Deaconu M., Senin R., Stoica R., Athanasiu A., Crudо M., Oproiu L., Ruse M., Filipescu C. (2016). Adsorption decolorization technique of textile eatherdye containing effluents. International Journal of Waste Resources. Vol. 6. No.2. Р. 1–7. doi.org/10.4172/2252-5211.1000212 (in English).
Zapolskyi A.K., Mishkova-Klymenko N.A., Astrelin I.M., Bryk M.T., Hvozdiak P.I. (2000). Fizyko-khimichni osnovy tekhnolohii ochyshchennia stichnykh vod [Physico-chemical basics of wastewater treatment technology]. Pidruchnyk dlia studentiv khimiko-tekhnolohichnykh i ekolohichnykh spetsialnostei vyshchykh navchalnykh zakladiv – a textbook for students majoring in chemical technology and environmental studies at higher education institutions. Kyiv: Libra. Р. 551. (in Ukrainian).
Delgado, C.N., Mendez, R. (2011). Preparation of carbon materials from lignocellulosic biomass. Green Carbon Materials: Advances and Applications. Р. 35–63. doi.org/10.1201/b15651-3 (in English).
Sentorun-Shalaby C., UcakAstarlioglu M.G., Artok L., Sarici C. (2006). Preparation and characterization of activated carbons by one-step steam pyrolysis activation from apricot stones. Microporous and Mesoporous Materials. Т. 88. Р. 126–134. http://doi.org/10.1016/j.micromeso.2005.09.003 (in English).
