Извлечение микропластиков из водных сред с применением магнитных углей, модифи-цированных обращенной фазой

Авторы

  • Александр Сергеевич Губин Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж
  • Павел Тихонович Суханов Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж
  • Алексей Алексеевич Кушнир Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж
  • Игорь Евгеньевич Решетов Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж
  • Ярослав Дмитриевич Борисов Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж

DOI:

https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2025.25/13574

Ключевые слова:

микропластик, магнитные угли, извлечение, сорбция, речная вода

Аннотация

Предложен способ извлечения микропластиков различной природы (полиэтилены высокой и низкой плотности, поливинилхлорид, полистирол, полиэтилентерефталат, поликарбонат, АБС-пластик, полиуретан и полиамидные волокна) из водных сред. В качестве сорбентов были применены немодифицированный магнитный уголь из рисовой лузги (Fe3O4@C) и магнитные угли, модифицированные обращенными фазами С8 (Fe3O4@C-С8) и С18 (Fe3O4@C-С18).

При применении Fe3O4@C извлекается от 80.5 до 95.5% микропластиков, величина сорбционной емкости составляет 128-200 мг/г. После модификации Fe3O4@C обращенной фазой С8 эффективность сорбции значительно возрастает. При сорбции Fe3O4@C-С8 извлекается 94.4-99.7% микропластиков из водных растворов, сорбционная емкость составляет 184-246 мг/г. Дальнейшая гидрофобизация сорбента Fe3O4@C обращенной фазой С18 приводит к увеличению степеней извлечения полистирола, поливинилхлорида, полиэтилена до 99.8-99.9% и возрастанию сорбционной емкости (260-306 мг/г). Эффективность извлечения поликарбоната, полиуретана, полиамида и полиэтилентерефталата уменьшается до 91.2-95.2%. Изотермы сорбции микропластиков при извлечении в изученных сорбционных системах наиболее адекватно описываются уравнением Ленгмюра.

Для десорбции микропластиков предложен термический способ (прокаливание сорбента при 700 ºС) и центрифугирование при 4000 об/мин. Независимо от природы микропластика оба способа позволяют практически полностью десорбировать микрочастицы. Количество циклов сорбции-десорбции при центрифугировании существенно зависит от степени загрязненности вод. В изученных системах степени извлечения микропластиков из речной воды снижаются на 5-7% по сравнению с сорбцией из дистиллированной воды, что обусловлено конкурентной сорбцией примесей.

Скачивания

Данные по скачиваниям пока не доступны.

Биографии авторов

  • Александр Сергеевич Губин, Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж

    к.х.н., доцент кафедры промышленной экологии и техносферной безопасности, Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж, Россия

  • Павел Тихонович Суханов, Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж

    д.х.н., профессор кафедры физической и аналитической химии, Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж, Россия, pavel.suhanov@mail.ru

  • Алексей Алексеевич Кушнир, Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж

    к.х.н., доцент кафедры промышленной экологии и техносферной безопасности, Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж, Россия

  • Игорь Евгеньевич Решетов, Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж

    студент, кафедра промышленной экологии и техносферной безопасности, Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж, Россия

  • Ярослав Дмитриевич Борисов, Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж

    студент, кафедра промышленной экологии и техносферной безопасности, Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж, Россия

Библиографические ссылки

Nyadjro E.S., Webster J.A.B., Boyer T.P., Cebrian J., Collazo L., Kaltenberger G., Larsen K., Lau Y.H., Mickle P., Toft T., Wang Z. Data. 2023; 10(1): 726. https://doi.org/10.1038/s41597-023-02632-y

Kazak E.S., Filimonova E.A., Preobra-zhenskaya A.E. Moscow University Bulletin. Series 4. Geology. 2022; (6):110-123. (In Russ.) https://doi.org/10.33623/0579-9406-2022-6-110-123

Bahuguna A., Singh S. K., Bahugun, A., Sharma S., Dadarwal B.K. Journal of Research in Environmental and Earth Sciences.2021; 7: 29-36.

Sanchez-Nieva J., Perales J.A., Gonza-lez-Leal J.M., Rojo-Nieto E. Anal. Methods. 2017; 9: 6371-6378. https://doi.org/10.1039/C7AY01800B

Yuan F., Yue L., Zhao H., Wu H. Water Sci. Technol. 2020; 81(10): 2163-2175. https://doi.org/10.2166/WST.2020.269

Wang J., Sun C., Huang Q.X., Chi Y., Yan J.H. J. Hazard Mater. 2021; 419: 126486. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.126486

Sun C., Wang Z., Chen L., Li F. Fabrica-tion of robust and compressive chitin and gra-phene oxide sponges for removal of microplas-tics with different functional groups. Chem. Eng. J. 2020; 393: 124796. https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.124796.

Grbic J., Nguyen B., Guo E., You J.B., Sinton D., Rochman C.M. Environ. Sci. Tech-nol. Lett. 2019; 6(2): 68-72. https://doi.org/10.1021/acs.estlett.8b00671

Tang Y., Zhang S., Su Y., Wu D., Zhao Y., Xie BChem. Eng. J. 2021; 406: 126804. https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.126804

Singh N., Khandelwal N., Ganie Z.A., Tiwari E., Darbha G.K. Chem. Eng. J. 2021; 418: 129405. https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.129405

Wang J., Sun C., Huang Q.X., Chi Y., Yan J.H. J. Hazard. Mater. 2021; 419: 126486. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.126486.

Li J, Chen X, Yu S, Cui M. Sci. Total. Environ. 2023; 875: 162647. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.162647

Bhore R.K., Kamble S.B. J. Environ. Chem. Eng. 2022; 10(6): 108720. https://doi.org/10.1016/j.jece.2022.108720

Ermolin M.S., Ivaneev A.I., Savonina E.Y., Dzhenloda R. Kh. J. Anal. Chem. 2025; 80: 432-441. https://doi.org/10.1134/S1061934824701909

Ermolin M.S. Savonina E.Yu., Ka-tasonova O.N., Ivaneev A.I., Maryutina T.A., Fedotov P.S. Talanta. 2024; 278: 126504. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2024.126504.

Bakhteeva I.A., Medvedeva I., Filinko-va M.S., Byzov I.V., Minin A.S., Zhakov S.V., Uimin M.A., Patrakov E.I., Novikov S., Sun-tsov A.Yu., Demin A.M. Int. J. Environ. Sci. Technol. 2023; 20(11): 11837-11850. https://doi.org/10.1007/s13762-023-04776-1

Sypko К.S., Gubin A.S., Sukhanov P.T., KushnirA.A., Pugacheva I.N. Analitika i kontrol’ [Analytics and Control]. 2024; 28 (1): 38-45. (In Russ.) https://doi.org/10.15826/analitika.2024.28.1.004

Gubin A.S., Sypko K.S., Kushnir A.A., Sukhanov P.T. J. Anal. Chem. 2025; 80(9): 1561-1574.

Sypko K.S., Gubin A.S., Kushnir A.A., Sukhanov P.T. Sorbtsionnye I Khromato-graficheskie Protsessy. 2023; 23(3): 395-404. (In Russ.) https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2023.23/11319

Jena K.C., Scheu R., Roke S. An-gew.Chemie Int. Ed. 2012; 51:12938-12940. https://doi.org/10.1002/anie.201204662

Yan X., Delgado M., Aubry J., Gribelin O., Stocco A., Boisson-Da Cruz F., Bernard J., Ganachaud F. J. Phys. Chem. Lett. 2018; 9(1): 96-103. https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.7b02993

Vácha R., Marsalek O., Willard A.P. J. Phys. Chem. Lett. 2012; 3(1):107-111. https://doi.org/10.1021/jz2014852

Uematsu Y., Bonthuis D.J., Netz R.R. Langmuir. 2020; 36: 3645-3658. https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.9b03795

Sverguzova S.V., Shaikhiev I.G., Sapronova Z.A., Bomba I.V., Spesivtseva S.E. Sorbtsionnye I Khromatograficheskie Protsessy. 2024; 23(6): 1051-1059. (In Russ.) https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2023.23/11866

Hu Q., Lan R., He L., Liu H., Pei X. J. Environ. Manage. 2023;329: 117104. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2022.117104

Загрузки

Опубликован

2026-02-10

Выпуск

Том 25 № 6 (2025): Сорбционные и хроматографические процессы

Раздел

Статьи

Как цитировать

Извлечение микропластиков из водных сред с применением магнитных углей, модифи-цированных обращенной фазой. (2026). Сорбционные и хроматографические процессы, 25(6), 901-910. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2025.25/13574

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)