апрель 2019

Новітній композит для адсорбційного вилучення фенолу з води


Якимечко М. М. , Курпіта Артур Віталійович Курпіта А. В. , Іваненко І. М.
Химия и современные технологии
Abstract / Full Text

Якимечко М. М., Курпіта А. В., Іваненко І. М. Новітній композит для адсорбційного вилучення фенолу з води / Химия и современные технологии : Метериалы ІХ Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Химия и современные технологии», 2019. – C. 56-57


Очищення поверхневих і стічних вод стає все більш актуальною проблемою при розвитку промислового виробництва. Одним з високоток-сичних забруднювачів, що потрапляють у водойми і водотоки зі стічними водами хімічних і нафтохімічних підприємств, є фенол (ГДК = 0,001 мг/дм3). Скидання фенол-вмісних вод у водойми і водотоки різко погіршує їх загальний санітарний стан, негативно впливаючи на живі організми. Процеси самоочищення водойм від фенолу протікають повільно, навіть за малих його концентрацій. Серед відомих методів очищення стічних вод від фенолу найефективнішим є адсорбційна очистка з використанням акти-вованого вугілля. Сорбційний метод допомагає досягти високого ступеня очищення і застосовується у всіх діапазонах вихідних концентрацій фенолу в стічних водах. Зменшення концентрації шкідливих речовин в стічних водах можна досягнути шляхом підвищення адсорбційної ємності матеріалів.

Метою представленої роботи був синтез композиту на основі оксиду цинку і активованого вугілля та дослідження його адсорбційної здатності по відношенню до фенолу.

Для синтезу композиту на основі оксиду цинку і активованого вугілля (ZnO/АВ) 2,196 г (0,01 моль) ацетату цинку розчиняли в 60 см3 етилового спирту і перемішували при 60°С протягом 30 хвилин для отримання розчину А. Розчин Б отримували розчиненням 2,520 г (0,02 моль) дигідрату щавлевої кислоти у 80 см3 етилового спирту і перемішували при 50°C протягом 30 хвилин. Розчин B додавали до теплого розчину А по краплях, а потім поступово додавали 10 г активованого вугілля, безперервно перемі-шуючи суміш протягом години. Отриманий білий золь з активованим вугіллям витримували протягом доби, висушували за температури 80°С протягом 10 годин та прожарювали за температури 400°C [1,2].

Адсорбційні дослідження проводили з використанням модельних розчинів фенолу вихідної концентрації 3, 4, 5, 10, 15 та 20 ммоль/дм3, яку визначали бромід-броматним методом, відбираючи проби через 60, 120 хвилин та після 6 годин адсорбції. Ступінь вилучення (а, %) розра-ховували за формулою: а=((сор)/с0) 100. Питому адсорбцію (Г, ммоль/г) визначали розраховували за формулою: Г=((сор) Vфен)/m.

Результати цих досліджень представлені у вигляді гістограм залежності ступеня адсорбційного вилучення та питомої адсорбції фенолу від його вихідної концентрації за різної тривалості адсорбції на рисунку 1.

 

Рисунок 1 − Ступінь адсорбційного вилучення (а) та питома адсорбція (b) фенолу в залежності від його вихідної концентрації за різної тривалості процесу.

Як видно на рисунку 1а, ступінь адсорбційного вилучення фенолу зростає при збільшені тривалості контакту синтезованого композиту з дослідженими розчинами фенолу і зменшується при збільшенні їх вихідної концентрації. Рисунок 1b ілюструє як сильно залежать від вихідної концентрації та тривалості процесу значення питомої адсорбції: вони сягають максимуму (~0,48 ммоль/г) після 6 годин контакту при вихідній концентрації 20 ммоль/дм3; за вихідної концентрації 3 ммоль/дм3 досягаються її найменші значення (~0,15 ммоль/г).

Таким чином, представлені експериментальні дані свідчать про достатньо високу адсорбційну здатність синтезованого композиту на основі оксиду (ІІ) цинку і активованого вугілля, а також про перспективність його застосування при очищенні стічних вод від фенолу.

References
  1. Якимечко М.М., Курпіта А.В., Іваненко І.М. Адсорбційне вилучення фенолу / IV Міжнародна науково-практична конференція «Хімічна технологія: наука, економіка та виробництво», 14-16 листопада 2018 р., м. Шостка. – С. 111-112.
  2. Якимечко М.М., Курпіта А.В., Ivanenko I.M. Synthesis of tin oxide – active carbon nanocomposites / 1 Международная научно-практическая конференция «элементы, приборы и системы электронной техники (elements, devices and systems of electronic technique)» (ЕDSET-2018), 14-16 ноября 2018, Запорожье, Украина. – С. 36-37.