Исследование адсорбции ионов цинка кислотомодифицированными опилками акации ушковидной (Acacia auriculiformis)

  • Fairuza R. Miraftakhova ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань
  • Nguyen Thi Kim Thoa ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань
  • Rumiya Z. Galimova ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань
  • Ildar G. Shaikhiev ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань
  • Svetlana V. Sverguzova ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова», Белгород
Ключевые слова: ионы Zn2 , опилки Acacia auriculiformis, растворы H2SO4, обработка, адсорбция.

Аннотация

Исследована адсорбция ионов Zn2+ нативными и модифицированными в слабоконцентрированных (1-3 %) растворах H2SO4 опилками акации ушковидной (Acacia auriculiformis). Изотерма адсорбции ионов цинка нативными опилками акации относятся к изотермам I типа, согласно классификации ИЮПАК и L типу, согласно классификации Гильса. Максимальная сорбционная емкость опилок акации по ионам цинка составляет 7.5 мг/г. С целью увеличения сорбционных показателей, исследуемые опилки обрабатывались слабоконцентрированными растворами серной кислоты при 20оС в течение 5 ч. С увеличением концентрации раствора серной кислоты сорбционная емкость опилок по
ионам цинка увеличивается. Обработка опилок 3%-ным раствором H2SO4 способствует увеличению максимальной сорбционной емкости по ионам Zn2+ c 7.5 до 36.5 мг/г. Полученные изотермы адсорбции обрабатывалась с помощью моделей Ленгмюра, Фрейндлиха, Дубинина-Радушкевича и Темкина. Определены уравнения регрессии и коэффициенты аппроксимации, а также термодинамические параметры процессов (энергия сорбции и энергия Гиббса). Изотерма адсорбции нативными опилками наиболее адекватно описывается моделью Темкина, модифицированными – моделью Фрейндлиха. Значения энергии адсорбции менее 8 кДж/моль и энергии Гиббса в пределах от -4 до 0 кДж/моль сви-
детельствуют о протекании самопроизвольной физической адсорбции. Получены кинетические зависимости процессов адсорбции ионов цинка нативными и модифицированными опилками акации. Обработкой кинетических зависимостей в рамках диффузионной модели Бойда рассчитаны коэффициенты Био для исследуемых процессов, значения которых соответствуют протеканию процессов смешанной диффузии, то есть лимитирующими стадиями процессов адсорбции являются, как внешняя, так и внутренняя диффузия.

Биографии авторов

Fairuza R. Miraftakhova, ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань

Мифтахова Файруза Рафаэлевна – магистрант кафедры инженерной экологии, Казанский
национальный исследовательский технологический университет, Казань

Nguyen Thi Kim Thoa, ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань

Нгуен Тхи Ким Тхоа – аспирант кафедры инженерной экологии, Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань

Rumiya Z. Galimova, ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань

Галимова Румия Захидовна – ассистент кафедры инженерной экологии, канд. техн. наук,
Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань

Ildar G. Shaikhiev, ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань

Шайхиев Ильдар Гильманович – заведующий кафедрой инженерной экологии, д-р техн.
наук, доцент, Казанский национальный исследовательский технологический университет,
Казань

Svetlana V. Sverguzova, ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова», Белгород

Свергузова Светлана Васильевна – заведующая кафедрой промышленной экологии, д-р техн. наук, проф., Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, Белгород

Литература

1. De Gisi S., Lofrano G., Grassi M., Notarnicola M. Sustainable Materials and Technologies, 2016, Vol. 9, pp. 10-40. DOI:10.1016/j.susmat.2016.06.002
2. Khatoon H., Rai J.P.N., Octa Journal of Environmental Research, 2016, Vol. 4, No 3, pp. 208-229.
3. Bhatnagar A., Sillanpää M., Witek-Krowiak A., Chemical Engineering Journal, 2015, Vol. 270, pp. 244-271. DOI:
10.1016/j.cej.2015.01.135
4. Bachale S., Sharma S., Sharma A., Verma S., International Journal of Applied Research, 2016, Vol. 2, No 7, pp. 523-527.
5. Doshi B., Sillanpää M., Kalliola S., Water Research, 2018, Vol. 135, pp. 262-277. DOI: 10.1016/j.watres.2018.02.034
6. Shaikhiev I.G., Shaikhieva K.I., Vestnik tekhnologicheskogo universiteta, 2016, Vol. 19, No 4, pp. 127-141.
7. Shaikhiev I.G., Shaikhieva K.I., Vestnik tekhnologicheskogo universiteta, 2016, Vol. 19, No 5, pp. 161-165.
8. Shaikhiev I.G., Vestnik tekhnologicheskogo universiteta, 2017, Vol. 20, No 5, pp. 151-160.
9. Denisova T.R., Shaikhiev I.G., Vestnik tekhnologicheskogo universiteta, 2017, Vol. 20, No 24, pp. 145-158.10 Shaikhiev I.G., Vse materialy. Entsiklopedicheskii spravochnik, 2008, No 12, pp. 29-42.
11. Huong V.D., Nambiar E.K.S., Quang L.T., Mendham D.S. et al., Journal of Forest Science, 2015, Vol. 77, No 1, pp. 51-58. DOI:10.2989/20702620.2014.983360
12. Shaikhiev I.G., Nguen T.K.T., Shaikhieva K.I., Vestnik tekhnologicheskogo universiteta, 2017, Vol. 20, No 3, pp. 171-179.
13. Shaikhiev I.G., Nguen T.K.T., Shaikhieva K.I., Vestnik tekhnologicheskogo universiteta, 2017, Vol. 20, No 11, pp. 153-155.
14. Nguen T.K.T., Sidorovnina O.O., Zamalieva L.A., Miftakhova F.R. et al., Vestnik tekhnologicheskogo universiteta, 2017, Vol. 20, No 18, pp. 159-162.
15. Denisova T.R., Sippel I.Ya., Shaikhiev I.G., Nguyen T.K.T. et al., International Journal of Green Pharmacy, 2018, Vol. 12, No 4, pp. 895-899.
16. Zhou Y., Zhang R., Gu X., Lu J. Separation Science and Technology. 2015. vol. 50. № 2. – pp. 245-252. DOI:
10.1080/01496395.2014.956223
17. Argun M.E., Dursun S., Ozdemir C., Karatas M., Journal of Hazardous Materials. 2007. vol. 141. pp. 77-85. DOI:
10.1016/j.jhazmat.2006.06.095
18. Rao P.S., Reddy K.V.N.S., Kalyani S., Krishnaiah A., Wood Science and Technology, 2007, Vol. 41, No 5, pp. 427-442. DOI:10.1007/s00226-006-0115-4
19. Memon S.Q., Memon N., Shah S.W., Khuhawar M.Y. et al., Journal of Hazardous Materials, 2007, Vol. B139, pp. 116-121. DOI:10.1016/j.jhazmat.2006.06.013
20. Miftakhova F.R., Nguen T.K.T., Galimova R.Z., Shaikhiev I.G., Vestnik tekhnologicheskogo universiteta, 2019, Vol. 22, No 2, pp. 37-43.
21. Galimova R.Z., Shaikhiev I.G., Sverguzova S.V., Obrabotka rezul'tatov issledovaniya protsessov adsorbtsii s ispol'zovaniem programmnogo obespecheniya Microsoft Excel: praktikum: uchebnoe posobie, Kazan', Belgorod, Izd-vo BGTU, 2017, 60 p.
22. Galimova R.Z., Shaikhiev I.G., Voda: khimiya i ekologiya, 2017, No 2, pp. 60-66.
23. Denisova T.R., Galimova R.Z., Nizameev I.R., Shaikhiev I.G. et al., Journal of Fundamental and Applied Sciences, 2017, Vol. 9, No 1S, pp. 1480-1490.
24. Denisova T.R., Galimova R.Z., Shaikhiev I.G., Mavrin G.V., Reserch Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, 2016, Vol. 7, No 5, pp. 1765-1771.
25. Galimova R.Z., Shaikhiev I.G., Almazova G.A., Sverguzova S.V., Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta im. V.G. Shukhova, 2016, No 10, pp. 179-184.
Опубликован
2019-10-30
Как цитировать
Miraftakhova, F., Thoa, N. T. K., Galimova, R., Shaikhiev, I., & Sverguzova, S. (2019). Исследование адсорбции ионов цинка кислотомодифицированными опилками акации ушковидной (Acacia auriculiformis). Сорбционные и хроматографические процессы, 19(5), 588-595. https://doi.org/https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2019.19/1174