апрель 2017

Применение полного факторного анализа для оптимизации условий получения нового адсорбента – стеблей кукурузы, модифицированных лимонной кислотой


Ивасева Н. А.
Химия и современные технологии
Abstract / Full Text

Ивасева Н. А. Применение полного факторного анализа для оптимизации условий получения нового адсорбента – стеблей кукурузы, модифицированных лимонной кислотой / Химия и современные технологии : Метериалы VIII Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Химия и современные технологии», 2017. – C. 129


Во многих странах мира (США, Китай, Индия, Венгрия и др.) получены новые, дешевые и эффективные адсорбенты на основе различных агропромышленных растительных отходов (соломы пшеницы и сои, шелухи риса и рапса, апельсиновой кожуры и др.) с помощью модифицирования их поверхности лимонной кислотой. Такие адсорбенты способны извлечь катионы синтетических красителей и тяжелых металлов на 86-98%. В Украине широко распространенными и ежегодно возобновляемыми агропромышленными отходами являются стебли кукурузы (СК), однако сведения об их модифицировании лимонной кислотой в настоящее время отсутствуют.

Цель данной роботы – изучить влияние условий модифицирования стеблей кукурузы с помощью лимонной кислоты, таких как время модифицирования (t), температура (Т) и тип активации исходных стеблей кукурузы (А), используя полный факторный анализ типа 23.

Экспериментальные исследования проводили согласно разработанной матрице полного трехфакторного эксперимента. Нижний и верхний уровни факторов были следующими: время – 60 и 180 мин, температура – 313 и 393К, тип активации исходных стеблей кукурузы – СКН2О и СКNaOH. Эффективность полученных модифицированных стеблей кукурузы оценивали с помощью степени адсорбционного выделения метиленового голубого, которая в данной работе выбрана в качестве критерия оптимизации.

Полный факторный эксперимент 23 позволил исследовать 8 образцов модифицированных стеблей кукурузы, полученных при различных условиях модифицирования, и предложить адекватную математическую модель в виде регрессионного уравнения. Установлено, что на модифицирование стеблей кукурузы лимонной кислотой оказывают положительное влияние все три изученных фактора, и вклад этого влияния можно расположить в следующем порядке: А > Т > t.

Таким образом, применение полного факторного эксперимента 23 позволило проанализировать вклад каждого фактора и выбрать оптимальные условия для получения стеблей кукурузы, модифицированных лимонной кислотой – нового эффективного адсорбента, способного выделить метиленовый голубой на 99,5%.