Иваново, Ивановская область, Россия
Иваново, Россия
Иваново, Ивановская область, Россия
Иваново, Ивановская область, Россия
Иваново, Ивановская область, Россия
УДК 544.72 Поверхностные явления в контактирующих системах (на поверхностях раздела)
В работе изложены результаты исследования процессов очистки сточных вод от нефтепродуктов с использованием вермикулита до и после обработки в плазме диэлектрического барьерного разряда. В ходе эксперимента определено время достижения равновесия в гетерофазной системе «сорбент – водный раствор нефтепродуктов», которое составляет 30 мин. Кинетические кривые сорбции обработаны в линейных координатах первого и второго порядков. Установлено, что кинетика сорбции нефтепродуктов вермикулитом наиболее адекватно описывается моделью кинетики второго порядка, что указывает на ионообменный процесс адсорбции. Охарактеризованы процессы внешнего и внутреннего массопереноса нефтепродуктов в присутствии вермикулита, полученных в различных условиях. При обработке кинетики сорбции в координатах Бойда-Адамсона установлено, процесс адсорбции протекает во внутренне-диффузионном режиме. Обработка сорбента, после использования в процессе очистки сточных вод, в плазме диэлектрического барьерного разряда приводит к незначительному снижению сорбционных характеристик, однако приводит к его регенерации. Была изучена морфология вермикулита, полученного в различных условиях. Образец представляет собой микрогетерогенный материал с размерами частиц 0,4-0,7 мкм. Общий объем пор, полученный из линейных координат теории объемного заполнения микропор, составляет 0,21 см3/г. Все микрофотографии отражают характерную морфологию слюдяного пакета вермикулита. Результаты исследования сорбционных свойств, оцененных по удельной поверхности методом низкотемпературной адсорбции инертного газа, позволили построить изотермы адсорбции/десорбции жидкого азота на поверхности сорбента, обработка которых по методу БЭТ показала, что удельная поверхность сорбента составляет 7 м2/г.
адсорбция, вермикулит, нефтепродукты, водоочистка, плазма диэлектрического барьерного разряда
1. Гусев Г.И., Гущин А.А., Гриневич В.И., Извекова Т.В., Шаронов А.В. Воздействие диэлектрического барьерного разряда на диатомит, загрязненный нефтепродуктами // Сорбционные и хроматографические процессы. 2021. Т. 21, № 1. С. 60-68. DOI: https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2021.21/3220.
2. Гусев Г.И., Гущин А.А., Гриневич В.А., Филиппов Д.В., Москаленко Е.А., Шильке М.А. Адсорбция 2,4-дихлорфенола и фенола из водных растворов силикатным адсорбентом // Журнал физической химии. 2021. Т. 95, № 2. С. 279-284. DOI:https://doi.org/10.31857/S0044453721020102.
3. Хаскельберг М.Б., Шиян Л.Н., Корнев Я.И., Галанов А.И., Титова Е.Н., Девянин Д.С. Повышение эффективности удаления нефтепродуктов из сточных вод // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2011. Т. 319, № 3. С. 32-35.
4. Митрюшкина К.П. Охрана природы: Справочник. М.: Агропромиздат. 1987. 267 с.
5. Смирнов А.Д. Сорбционная очистка воды. Л.: Химия. 1982. 168 с.
6. Каменщиков Ф.А., Богомольный Е.И. Нефтяные сорбенты. Ижевск: Институт компьютерных исследований. 2003. 268 с.
7. Собгайда Н.А. Сорбционные материалы для очистки сточных и природных вод от нефтепродуктов // Вестн. Харьков. нац. автомобил.-дорожн. ун-та. 2011. № 52. С. 120-124.
8. Зубков А.А., Багров В.В., Камруков А.С., Кострица В.Н., Крылов В.И. Природные сорбенты и их использование для очистки сточных вод // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. 2020. № 2. С. 36-44.
9. Комендантова Е.А., Кваша Д.Ю. Адсорбция в водоочистке. Возможности природных адсорбентов // Синергия наук. 2017. № 11. С. 913.
10. Алыков Н.М., Абуова Г.Б., Менкеев О.А., Зуй Н.К. Адсорбция из воды органических веществ сорбентом ОБР-1 // Естественные науки. 2009.Т. 1, № 26. С. 11-17.
11. Фасхутдинова З.Т., Шайхиев И.Г., Абдуллин И.Ш. Повышение эффективности метода очистки маслосодержащих сточных вод модифицированными отходами валяльного производства // Вестн. Казан. технологич. ун-та. 2014. Т. 17, № 21. С. 220-222.
12. Cambiella Б., Ortea E., Rнos G. et al. // J. Hazard. Materials. 2006. Vol. 131, no. 1–3. P. 195. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2005.09.023
13. Мельников А.А., Гордина Н.Е., Тюканова К.А., Гусев Г.И. Гущин А.А., Румянцев Р.Н. Синтез сорбционных систем на основе механохимически активированного вермикулита // Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология. 2021. Т. 64, №. 8. С. 63-71. DOI: https://doi.org/10.6060/ivkkt.20216408.6422.
14. Иванова Е.Н., Алехина М.Б., Ахназарова С.Л. Термическая активация цеолитов типа Х // Успехи в химии и химической технологии. 2012. Т. 26, №. 8 (137). С. 26-30.
15. Рахмонов О.К. Действие ультразвукового озвучивания на интенсификацию процесса адсорбционной очистки парафина // Universum: технические науки. 2020. № 6-2 (75). С. 87-90.
16. Никифорова Т.Е., Козлов В.А., Одинцова О.И. Закономерности распределения ионов меди (II) и никеля (II) в гетерофазной системе водный раствор – модифицированное льняное волокно // Российский химический журнал. 2015. Т. 59, № 4. С. 76–84. DOI:https://doi.org/10.6060/rcj.
17. Лосев Н.В., Никифорова Т.Е., Макарова Л.И., Липатова И.М. Влияние механической активации на структуру и сорбционную способность хитина // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2017. Т. 53, № 5. С. 480 485. DOI: 10.1134.
18. Гусев Г.И., Гущин А.А., Гриневич В.И., Ости А.А., Извекова Т.В., Квиткова Е.Ю. Регенерация природных сорбентов, загрязненных нефтепродуктами, в плазме диэлектрического барьерного разряда. // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60, вып. 6. С. 72-76. DOI: https://doi.org/10.6060/tcct.2017606.5521.
19. Шайхиев И.Г., Низамов Р.Х., Абдуллин И.Ш., Фридланд С.В. Модификация альтернативного сорбента плазменной обработкой для увеличения нефтеемкости и гидрофобности // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2010. № 4. С. 24-27.
20. Адамсон А., Абидор И.Г., Дерягин Б.В. Физическая химия поверхностей. М.: Мир. 1979. 568 с.
21. ГОСТ 12597-67. Сорбенты. Метод определения массовой доли воды в активных углях и катализаторах на их основе.
22. Goldstein J., Newbury D.E., Joy D.C., Lyman C.E., Echlin P, Lifshin E., Sawyer L., Michael J.R. Scanning Electron Microscopy and X-ray Microanalysis. New York: Kluwer Academic. Plenum Publishers, 2003. 550 p.
23. Melnikov A.A., Gordina N.E., Sinitsyn A.P., Gusev G.I., Gushchin A.A., Rumyantsev R.N. Investigation of the influence of mechanochemical effects on the structure and properties of vermiculite sorbents // Journal of Solid State Chemistry. 2022. Vol. 306. P. 122795. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jssc.2021.122795.
24. Методические указания по измерению массовой концентрации нефтепродуктов в пробах питьевой воды и воды поверхностных и подземных источников водопользования (ПНД Ф 14.1:2:4.129-98). М., 1998.
25. Большаков Г.Ф. Инфракрасные спектры насыщенных углеводородов. Часть 1. Алканы. Новосибирск: Наука, 1986. 176 с.
26. Казакова Л.П., Крейн С.Э. Физико-химические основы производства нефтяных масел. М.: Химия, 1978. 320 с.
27. Yang K., Wu W., Jing Q., Jiang W., Xing B. Competitive adsorption of naphthalene with 2,4-dichlorophenol and 4-chloroaniline on multiwalled carbon nanotubes // Environmental science & technology. 2010. Vol. 44, no. 8. P. 3021-3027.
28. Zhang Y., Jia Y., Li M., Hou L. Influence of the 2-methylimidazole/zinc nitrate hexahydrate molar ratio on the synthesis of zeolitic imidazolate framework-8 crystals at room temperature// Scientific Reports, 2018.Vol. 8, no. 1. P. 1–7. DOIhttps://doi.org/10.1038/s41598-018-28015-7
29. Goldberg. S. Equations and Models Describing Adsorption Processes in Soils // Soil Science Society of America. 2005. 677 S. Segoe Road, Madison, WI 53711, USA. Chemical Processes in Soils. SSSA Book Series. 2005. No 8.
30. Gusev G.I., Gushchin A.A., Grinevich V.I., Filippov D.V., Izvekova T.V. Physical and chemical properties of sorbents used for wastewater purification from oil products // Izv. Vysh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2018. Vol. 61, no. 7, P. 137-143. DOI:https://doi.org/10.6060/ivkkt.20186107.5686.
31. Губкина Т.Г., Беляевский А.Т., Маслобоев В.А. Способы получения гидрофобных сорбентов нефти модификацией поверхности вермикулита органосилоксанами // Вестник Мурманского гос. техн. ун-та. 2011. Т. 14, №. 4. С. 767-773.
