Сорбенты из модифицированной подсолнечной лузги для сорбции хрома и никеля из сточных вод
- Авторлар: 1, 1, 1, 1
-
Мекемелер:
- Самарский государственный технический университет
- Шығарылым: Том 1 (2023)
- Беттер: 117-118
- Бөлім: Технологии пищевых производств и организация общественного питания
- URL: https://journals.eco-vector.com/osnk-sr2023/article/view/352524
- ID: 352524
Дәйексөз келтіру
Толық мәтін
Аннотация
Обоснование. Загрязнение окружающей среды — одна из самых острых проблем на сегодняшний день. Промышленные предприятия производят тонны сточных вод, загрязненных различными веществами, среди которых наиболее опасными являются тяжелые металлы, так как они не поддаются биоразложению и могут накапливаться в живых организмах, вызывая заболевания [1].
Адсорбция является одним из наиболее эффективных методов очистки сточных вод, но коммерческие адсорбенты достаточно дороги. Поэтому все больше внимания уделяется поиску и разработке новых, более экономически эффективных адсорбентов [2].
Лузга подсолнечника, как дешевый и многотоннажный производственный отход, является отличным сырьем для производства адсорбентов. Она изначально обладает сорбционными свойствами благодаря множеству пор, которые могут удерживать загрязняющие вещества, и большому количеству функциональных групп, которые связывают загрязнители посредством ионного обмена. Кроме того, адсорбционные характеристики лузги подсолнечника могут быть улучшены путем модификации [3].
Цель — определить влияние различных модификаторов на способность подсолнечной лузги адсорбировать ионы хрома и никеля из модельных растворов сточных вод.
Методы. Для получения модификаций навески лузги подсолнечника массой 10 г помещали в колбы вместимостью 500 см3. Затем в каждую колбу добавляли по 200 мл 1 М растворов гидроксидов натрия и калия, азотной, соляной, серной и фосфорной кислот и термостатировали в течение 30 мин при температуре 30 °С. Далее модифицированную лузгу трижды промывали дистиллированной водой и высушивали в сушильном шкафу при температуре 105 °С.
Для проверки сорбционных свойств навески немодифицированной и модифицированной подсолнечной лузги массой 1 г помещали в колбы и добавляли 200 см3 модельного раствора сточных вод, содержащего 10 мг/дм3 ионов никеля или хрома. Затем колбы закрывали пробками и помещали на 2 ч в шейкер-инкубатор, где их энергично встряхивали со скоростью 150 об/мин. Сорбенты удаляли фильтрованием. Остаточные концентрации ионов тяжелых металлов в модельных растворах после очистки определяли фотометрическим методом с использованием градуировочных графиков (рис. 1) [4, 5].
Рис. 1. Градуировочные графики для определения концентрации хрома (VI) и никеля: А — оптическая плотность, ед.; С — массовая концентрация ионов растворе, мг/дм3
Результаты. Исследования продемонстрировали, что кислотная обработка лузги подсолнечника оказывает большее воздействие на способность получаемых адсорбентов извлекать из модельных растворов сточных вод ионы никеля и хрома (VI), нежели щелочная модификация.
Наилучшая способность сорбировать ионы никеля наблюдалась у лузги, модифицированной раствором азотной кислоты, а ионы хрома (VI) лучше получалось удалять у лузги, обработанной серной кислотой. Наихудшие показатели были у модификаций, полученных с помощью растворов гидроксидов натрия и калия.
Выводы. Обработка модифицирующими веществами позволяет повысить сорбционные свойства подсолнечной лузги и получить на ее основе адсорбенты, которые можно использовать для очистки промышленных сточных вод от ионов никеля и хрома. Модификация лузги подсолнечника азотной кислотой оказывает наибольшее влияние на эффективность удаления ионов никеля из воды, а обработка серной кислотой — на степень удаления ионов хрома.
Негізгі сөздер
Толық мәтін
Обоснование. Загрязнение окружающей среды — одна из самых острых проблем на сегодняшний день. Промышленные предприятия производят тонны сточных вод, загрязненных различными веществами, среди которых наиболее опасными являются тяжелые металлы, так как они не поддаются биоразложению и могут накапливаться в живых организмах, вызывая заболевания [1].
Адсорбция является одним из наиболее эффективных методов очистки сточных вод, но коммерческие адсорбенты достаточно дороги. Поэтому все больше внимания уделяется поиску и разработке новых, более экономически эффективных адсорбентов [2].
Лузга подсолнечника, как дешевый и многотоннажный производственный отход, является отличным сырьем для производства адсорбентов. Она изначально обладает сорбционными свойствами благодаря множеству пор, которые могут удерживать загрязняющие вещества, и большому количеству функциональных групп, которые связывают загрязнители посредством ионного обмена. Кроме того, адсорбционные характеристики лузги подсолнечника могут быть улучшены путем модификации [3].
Цель — определить влияние различных модификаторов на способность подсолнечной лузги адсорбировать ионы хрома и никеля из модельных растворов сточных вод.
Методы. Для получения модификаций навески лузги подсолнечника массой 10 г помещали в колбы вместимостью 500 см3. Затем в каждую колбу добавляли по 200 мл 1 М растворов гидроксидов натрия и калия, азотной, соляной, серной и фосфорной кислот и термостатировали в течение 30 мин при температуре 30 °С. Далее модифицированную лузгу трижды промывали дистиллированной водой и высушивали в сушильном шкафу при температуре 105 °С.
Для проверки сорбционных свойств навески немодифицированной и модифицированной подсолнечной лузги массой 1 г помещали в колбы и добавляли 200 см3 модельного раствора сточных вод, содержащего 10 мг/дм3 ионов никеля или хрома. Затем колбы закрывали пробками и помещали на 2 ч в шейкер-инкубатор, где их энергично встряхивали со скоростью 150 об/мин. Сорбенты удаляли фильтрованием. Остаточные концентрации ионов тяжелых металлов в модельных растворах после очистки определяли фотометрическим методом с использованием градуировочных графиков (рис. 1) [4, 5].
Рис. 1. Градуировочные графики для определения концентрации хрома (VI) и никеля: А — оптическая плотность, ед.; С — массовая концентрация ионов растворе, мг/дм3
Результаты. Исследования продемонстрировали, что кислотная обработка лузги подсолнечника оказывает большее воздействие на способность получаемых адсорбентов извлекать из модельных растворов сточных вод ионы никеля и хрома (VI), нежели щелочная модификация.
Наилучшая способность сорбировать ионы никеля наблюдалась у лузги, модифицированной раствором азотной кислоты, а ионы хрома (VI) лучше получалось удалять у лузги, обработанной серной кислотой. Наихудшие показатели были у модификаций, полученных с помощью растворов гидроксидов натрия и калия.
Выводы. Обработка модифицирующими веществами позволяет повысить сорбционные свойства подсолнечной лузги и получить на ее основе адсорбенты, которые можно использовать для очистки промышленных сточных вод от ионов никеля и хрома. Модификация лузги подсолнечника азотной кислотой оказывает наибольшее влияние на эффективность удаления ионов никеля из воды, а обработка серной кислотой — на степень удаления ионов хрома.
Авторлар туралы
Самарский государственный технический университет
Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: kromadanovskaya@mail.ru
студентка-магистрант, группа 2-ВБШ-21ФПП-101М, Высшая биотехнологическая школа
Ресей, СамараСамарский государственный технический университет
Email: fedotov23.f@yandex.ru
студент-магистрант, группа 2-ВБШ-21ФПП-101М, Высшая биотехнологическая школа
Ресей, СамараСамарский государственный технический университет
Email: knilsstu@gmail.com
научный руководитель коллектива, доктор химических наук, доцент
Ресей, СамараСамарский государственный технический университет
Email: e_rudenko@rambler.ru
научный руководитель коллектива, доктор биологических наук, доцент; профессор Высшей биотехнологической школы
Ресей, СамараӘдебиет тізімі
- Lakherwal D. Adsorption of heavy metals: a review // International Journal of Environmental Research. 2014. Vol. 4, № 4. P. 41–48.
- Abdolali A., Ngo H.H., Guo W., et al. Application of a breakthrough biosorbent for removing heavy metals from synthetic and real wastewaters in a lab-scale continuous fixed-bed column // Bioresource Technology. 2017. Vol. 229. P. 78–87. doi: 10.1016/j.biortech.2017.01.016
- Tupkanjana P., Phalakornkule C. Development of activated carbons from sunflower seed husk for metal adsorption // Journal of chemical engineering of Japan. 2007. Vol. 40, № 3. Р. 222–227. doi: 10.1252/jcej.40.222
- ПНДФ 14.1:2:4.52-96. Количественный химический анализ вод. Методика измерений массовой концентрации ионов хрома в питьевых, поверхностных и сточных водах фотометрическим методом с дифенилкарбазидом. Москва, 2016. 22 с.
- ПНДФ 14.1.46-96. Количественный химический анализ вод. ПНД Ф 14.1:2.46-96 Методика измерения массовой концентрации никеля в природных и сточных водах фотометрическим методом с диметилглиоксимом. Москва, 2013. 17 с.
Қосымша файлдар
