Использование отхода переработки макулатуры в качестве сорбционного материала для удаления красителя "Метиленовый голубой" из модельных растворов

  • С. В. Свергузова ФГБОУ ВО "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова"
  • Ю. С. Воронина
  • Ж. А. Сапронова Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова
  • И. Г. Шайхиев Казанский национальный исследовательский технологический университет
  • Е. С. Иевлева Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова
DOI: https://doi.org/10.6060/rcj.2023672.8
Ключевые слова: шлам переработки макулатуры, краситель, удаление, адсорбция

Аннотация

Красители составляют один из главенствующих поллютантов в составе сточных вод различных производств. Для утилизации красителей в водных средах используют различные химические и физико-химические методы, из которых адсорбция является наиболее эффективной. Использование активированных углей в процессах водоочистки ограничено их высокой ценой и необходимостью регенерации. Наиболее приемлемым является использование в качестве сорбционных материалов отходов промышленного и сельскохозяйственного производств. Исследована возможность использования  волокнистого отхода промышленного производства – шлама от переработки макулатуры в качестве сорбционного материала для удаления красителей из водных сред. Применение целлюлозосодержащих отходов производств выгодно экономически, поскольку не требуют затрат на производство новых материалов, а являются ежегодно возобновляемым растительным ресурсом. Использование подобных материалов целесообразно также с экономической точки зрения, поскольку являются природными материалами и  не содержат в своем составе каких-либо вредных веществ. Приведены сведения о том, при каких процессах переработки макулатуры образуются отходы, в том числе и волокнистый шлам, не находящий вторичного применения и вывозимый на шламохранилища. Предложено использование названного отхода производства в качестве сорбционного материала. Для приготовления модельных растворов в качестве загрязняющего вещества использован краситель марки "Метиленовый голубой", который является реперным соединением для анализа сорбционных характеристик различных адсорбентов. Приведены некоторые физико-химические показатели волокнистого отхода переработки макулатуры. Определено, что максимальная сорбционная емкость исследуемого отхода составила 1,17 ммоль/г или 374,3 г/г. Построена изотерма адсорбции красителя "Метиленовый голубой" на исследуемом сорбционном материале и математически обработана в рамках моделей Ленгмюра, Фрейндлиха и Дубинина-Радушкевича. Выявлено, что изотерма адсорбции наиболее адекватно описывается моделью Ленгмюра (R2=0,7909). Вычисленные термодинамические параметры (энергия адсорбции и энергия Гиббса) свидетельствуют о протекании самопроизвольного физического процесса.

Литература

Javaid R., Qazi U.Y. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2019. V. 16. N 11. 2066. DOI 10.3390/ijerph16112066.

Verma A.K., Dash R.R., Bhunia P. Journal of Environmental Management. 2012. V. 93. N 1. P. 154168. DOI 10.1016/j.jenvman.2011.09.012.

Linnikov O., Rodina I. Russian chemical journal. 2021. V. 65. N 2. P. 83–89. DOI: 10.6060/rcj.2021652.7.

Singh A.T.S., Ramesh S.T. Environmental Engineering Science. 2013. V. 30. N 7. P. 333349. DOI 10.1089/ees.2012.0417.

Yagub M.T., Sen T.K., Afroze S., Ang H.M. Advances in Colloid and Interface Science. 2014. V. 209. P. 172184. DOI 10.1016/j.cis.2014.04.002.

Dutta S., Gupta B., Srivastava S.K., Gupta A.K. Materials Advances. 2021. V. 2. N 14. P. 44974531. DOI: 10.1039/D1MA00354B.

Al-Alawy R.M. J., Abod B. M., Kamar F.H., Nechifor A.C. Revista de Chimie -Bucharest- Original Edition. 2019. V. 70. N 5. Р. 1715-1719. DOI:10.37358/RC.19.5.7200.

Moradihamedani P. Polymer Bulletin. 2021. N 79. Р. 129. DOI:10.1007/s00289-021-03603-2.

Moosavi S., Lai C.W., Gan S., Zamiri G., Pivehzhani A.O., Johan M.R. ACS Omega. 2020. V. 5. N 33. P. 2068420697. DOI: 10.1021/acsomega.0c01905.

Gupta V.K. Journal of Environmental Management. 2009. V. 90. N 8. P. 23132342. DOI: 10.1016/j.jenvman.2008.11.017.

Stepanova S.V. Shaikhiev I.G., Sverguzova S.V. News-Nick BGTU im. V.G. Shukhova. 2014. N 6. P. 183186.

Crini G. Bioresource Technology. 2006. V. 97. N 9.

P. 10611085. DOI: 10.1016/j.biortech.2005.05.001.

Gupta V.K., Carrott P.J.M., Ribeiro Carrott M.M.L., Suhas. Critical reviews in environmental science and technology. 2009. V. 39. N 10. P. 783842. DOI: 10.1080/10643380801977610.

Dada E.O., Ojo I.A., Alade A.O., Afolabi T.J., Jimoh M.O., Dauda M.O. Journal of Scientific Research and Reports. 2020. V. 26. N 8. P. 3456. DOI: 10.9734/JSRR/2020/v26i830294.

Bharathi K.S., Ramesh S.T. Applied Water Science. 2013. V. 3. Р. 773790.

Amonova M.M. Actual scientific research in the modern world. 2021. N 1-3(69). P. 163165.

Galimova R.Z., Burkeev D.O., Shaikhiev I.G. Economy and entrepreneurship. 2022. N 8 (145). P. 12731276. DOI: 10.34925/EIP.2022.145.8.264.

Shaikhiev I.G., Kraysman N.V., Sverguzova S.V. Biointer-face Research in Applied Chemistry. 2021. V. 11. N 5.

Р. 1268912705. DOI:10.33263/BRIAC115.1268912705.

Sivolobova N.O., Gracheva N.V., Zheltobryukhov V.F., Bukreeva K.E. Bulletin of the Volgograd State University of Architecture and Civil Engineering. Series: Construction and architecture. 2019. N 1. P. 104112.

Belovodsky E.A., Sverguzova S.V., Shaikhiev I.G., Voronina Yu.S., Ievleva E.S. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 9. P. 121128. DOI: 10.6060/ivkkt.20226509.6638.

Kushnir A.A., Sypko K.S., Gubin A.S., Siso K.O., Sukhanov P.T. Chemistry of plant raw materials. 2022. N 3. P. 5–26. DOI: 10.14258/jcprm.20220310943.

Belyy V.A., Sverguzova S.V., Shaikhiev I.G., Sapronova Zh.A., Voronina Yu.S. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 5. P. 139145. DOI: 10.6060/ivkkt.20236605.6757.

Smirnova D.N., Grishin I.S., Smirnov N.N. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 12. P. 4452. DOI: 10.6060/ivkkt.20226512.6694.

Bi H., Huang X., Wu X., Cao X., Tan C., Yin Z., Lu X., Sun L., Zhang H. Small. 2014. V. 10. N 17. P. 35443550. DOI:10.1002/smll.201303413.

Bayik G.D., Altın A. Marine Pollution Bulletin. 2017. V. 125. N 1–2. Р. 341-349. DOI: 10.1016/j.marpolbul.2017.09.040.

Опубликован
2023-07-21
Как цитировать
Свергузова, С., Воронина, Ю., Сапронова, Ж., Шайхиев, И., & Иевлева, Е. (2023). Использование отхода переработки макулатуры в качестве сорбционного материала для удаления красителя "Метиленовый голубой" из модельных растворов. Российский химический журнал, 67(2), 67-73. https://doi.org/10.6060/rcj.2023672.8
Выпуск
Том 67 № 2 (2023)
Раздел
Статьи

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)