СОРБЦІЙНІ ВЛАСТИВОСТІ ОКИСЛЕНОГО І НЕОКИСЛЕНОГО АКТИВОВАНОГО ВУГІЛЛЯ ЩОДО ІОНІВ МІДІ(ІІ)
DOI:
https://doi.org/10.20998/2079-0821.2023.01.08Ключові слова:
сорбція, активоване вугілля, статична обмінна ємність, іони міді(ІІ), відновлювальна сорбція, іонний обмінАнотація
Проблема отримання ефективних сорбційних матеріалів є актуальною у зв'язку зі зростаючими об’ємами промислових стічних вод і розробкою індивідуальних технологій їх очищення, включаючи сорбційні методи. Активованевугіллязарекомендувало себе як унікальний сорбент, щомаєвисокусорбційнуємність по відношенню до сполукрізноїприроди. Модифікаціяйогоповерхні, їїокисненняпризводить до зростанняадсорбційноїактивності. Метою роботи є порівняння сорбційних властивостей окисленого і неокисленого активованого вугілля щодо іонів міді(ІІ). Концентрація іонів Cu(II) у розчині визначалася методом атомно-абсорбційного аналізу на спектрометрі «МГА-915». Ступінь окисленності вугілля характеризувався величиною статичної обмінної ємності. Дослідження на модельному синтетичному азотовмісному вугіллі СКН показали наявність різної кількості оксигенвмісних поверхневих функціональних груп: слабокислотних (лактонні) ‒COO‒; сильнокислотних (карбоксильних) ‒СООН; фенольних ‒ОН. Показано, що без доступу кисню механізми взаємодії активованого вугілля різного ступеню окисленності з іонами Cu(II) різні: при використанні слабоокисленого вугілля перебігає відновлювальна сорбція, якщо сорбентом слугує сильноокислене вугілля – іонний обмін. Знайдено, що для вугілля СКН з малим вмістом кисню гранична сорбція іонів Cu(II) в деаерованому середовищі складає близько 40 мг/г, в присутності кисню вона зменшується до 6 мг/г. Збільшення долі карбоксильних і фенольних груп призводить до збільшення сорбції іонів Cu(II). Відновлювальна сорбція міді(ІІ) із аерованих розчинів термодинамічно заборонена. Рекомендовано використовувати додаткове окиснення вугілля з метою підвищення вмісту поверхневих функціональних групі сорбційної здатності сорбенту. Для вилучення міді(ІІ) із технологічних водних розчинів найбільш ефективні вуглецеві матеріали з достатньою кількістю оксигенвмісних функціональних груп різної природи.
Посилання
Chingombe P., Saha B., Wakeman R.J. Surface modification and characterisation of a coal–based activated carbon. Carbon. 2005.pp. 3132–3143.
Seke M.D., Sandenbergh R.F., Vegter N.M. Effects of the textural and surface properties of activated carbon on the adsorption of gold di-cyanide/ Minerals Engineering. 2000. Vol. 13. pp. 527–540.
Zhao N., Na W., Li J. Surface properties of chemically modified activated carbons for adsorption rate of Cr(VI). Chemical Engineering Journal. 2005. Vol. 115. pp. 133–138.
Domingo–Garcia M., Lopez–Garzon F.J., Perez–Mendoza M. Effect of some oxidation treatment on the textural characteristics and surface chemical nature of an activated carbon. Journal of Colloid and Interface Science. 2000.Vol. 222. pp. 233 – 240.
Jiang Z., Liu Y., Sun X. Activated carbons chemically modified by concentrated H2SO4 for the adsorption of the pollutants from wastewater and the dibenzothiophene from fuel oils. Langmuir. 2003. Vol. 19(3). Р. 731–736.
Bordun I.M., Koretskyi R.M., Ptashnyk V.V., Sadova M.M. Zmina hranulometrychnoho skladu ta hidrofilnosti aktyvovanoho vuhillia pislia UZ oprominennia u dokavitatsiinomu rezhymi[Changing the granulometric structure and hydrophilicity of the activated coal after ultrasonic testing in the pre-cavitation mode]. Fizychna inzheneriia poverkhni.2014. vol. 12, no 2. pp. 246-252.
Voitko I.I., Denysovych V.O., Kibalnyk T.V., Sopruk O.A., Bondar R.V. Okysnene vuhillia yak sorbent dlia zmiakshennia vody[Oxidized coal as a sorbent for softening water]. Poverkhnia. 2021. vol. 13(28). pp. 188–196.
AdhoumN.,Monser L. Removalofcyanidefromaqueoussolutionusingimpregnatedactivated carbon. Chemical Engineering and Processing.2002. vol. 41. pp. 17–21.
Kosohyna Y.V., Klymenko N.A., Savchyna L.A., Kyryi S.A.. Astrelyn Y.M., Samsony-Todorova E.A. Sorbtsyiasulfanylovoikyslotы y yonovmedyaktyvyrovannыmuhlem, modyfytsyrovannыmoksydamymetallov [Sorptionofsulfanilicacidandcopperionsbyactivatedcarbonmodifiedwithmetaloxides].
VisnykCherkaskohoderzhavnohotekhnolohichnohouniversytetu. 2019. № 3. С. 83–91.
TroshkinaI.D., VeiMoeAung, PyaePoAung, BurakovaI.V., ZhukovaO.A. Sorbtsiyaskandiyamodifitsironnimiuglerodnimimaterialami [Sorptionofscandiumbymodifiedcarbonmaterials]. Uspekhivkhimiiikhimicheskoitekhnologii. 2019. Т. 33, № 1. С. 71‒73.
TarkovskayaI.A. Okislenniiugol [Oxidizedcoal]. K.: Naukovadumka, 1981. 200 p.
Strelko V.V. Synthetic active carbons as new type of carbon sorbents. Proc. Intern. Conf. "Carbon-90". Paris, 1990. pp. 16‒17.
