Особенности сорбционного извлечения 4-гидроксибензальдегида из водных растворов активированным углем Norit GAC 1240W

  • Ираида Владимировна Воронюк Воронежский государственный университет
  • Татьяна Викторовна Елисеева Воронежский государственный университет
  • Елена Сергеевна Свиридова Воронежский государственный университет
  • Владимир Федорович Селеменев Воронежский государственный университет
  • Анастасия Альбертовна Сушкова Воронежский государственный университет
  • Анастасия Юрьевна Шолохова Институт физической химии и электрохимии имени А.Н. Фрумкина РАН
Ключевые слова: пара-гидроксибензальдегид, кинетика адсорбции, формальная кинетика, термодинамика адсорбции, активированный уголь

Аннотация

Активированные угли относятся к наиболее распространенным неорганическим сорбентам, активно используемым во многих областях промышленности с целью извлечения органических токсикантов. В настоящей работе проведено исследование особенностей сорбции представителя ряда замещенных бензальдегидов – пара-гидроксибензальдегида (ПГБА) – из водных растворов активированным углем Norit GAC1240W в статических условиях. Проведено сравнение равновесных характеристик сорбционного процесса с использованием товарного образца сорбента и предварительно растертого образца до порошкообразного состояния. Отмечен различный вид полученных зависимостей. Вследствие увеличения площади поверхности раздела на границе водный раствор ПГБА – сорбент и ее однородности наблюдается повышение сродства активированного угля к ароматическому альдегиду.

В работе проведена оценка изотерм сорбции с использованием формального подхода, основанного на подборе уравнений сорбции (Ленгмюра, Темкина, Фрейндлиха), максимально близко описывающих полученные зависимости. Отмечено, что наибольшие коэффициенты корреляции линейной зависимости для гранулированного сорбента отмечаются в результате представления кривой в координатах линеаризованного уравнения Фрейндлиха, для предварительно растертого – в координатах линеаризованного уравнения Ленгмюра. Представление зависимости емкости угля от равновесной концентрации гидроксибензальдегида в растворе в координатах уравнения мономолекулярной сорбции Ленгмюра позволило рассчитать некоторые равновесные характеристики исследуемого процесса (энергию сорбционного процесса, его энтальпию и энтропию). Отмечено, что поглощение пара-гидроксибензальдегида из раствора сопровождается экзотермическим эффектом. Кроме того, исследованы некоторые кинетические параметры сорбции – время достижения равновесия и константа скорости исследуемого процесса. Проведен анализ кинетической кривой сорбции ПГБА с позиции уравнений псевдо-первого, псевдо-второго порядков и Вебера-Мориса. Отмечено, что уравнение псевдо-второго порядка оптимально для описания полученной зависимости.

Таким образом, исследование сорбционного извлечения пара-гидроксибензальдегида из водных растворов с использованием активированного угля Norit GAC1240W позволило определить особенности равновесия и кинетики изучаемого процесса и оценить роль площади поверхности в случае молекулярной адсорбции данного соединения.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Ираида Владимировна Воронюк, Воронежский государственный университет

 к.х.н., доцент кафедры аналитической химии ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет», Воронеж

Татьяна Викторовна Елисеева, Воронежский государственный университет

 к.х.н., зав. кафедрой аналитической химии ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет», Воронеж

Елена Сергеевна Свиридова, Воронежский государственный университет

студентка магистратуры кафедры аналитической химии ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет», Воронеж

Владимир Федорович Селеменев, Воронежский государственный университет

д.х.н., проф. каф. аналитической химии, Воронежский государственный университет, Воронеж

Анастасия Альбертовна Сушкова, Воронежский государственный университет

 студентка магистратуры кафедры аналитической химии ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет», Воронеж

Анастасия Юрьевна Шолохова, Институт физической химии и электрохимии имени А.Н. Фрумкина РАН

м.н.с. лаборатории физико-химических основ хроматографии и хромато-масс-спектрометрии, Институт физической химии и электрохимии имени А.Н. Фрумкина РАН, Москва

Литература

Mukhin V.M., Klushin V.N., Proizvodstvo i primenenie uglerodnyh adsorbentov, M., Rossiyskiy himiko-tekhnologicheskiy universitet im. D.I. Mendeleeva, 2012, 305 p.

Voronyuk I.V., Eliseeva T.V., Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2018, Vol. 18, No 2, pp. 231-237

Reshetnikova O.V., Yatsev A.M., Voronyuk I.V., Eliseeva T.V., Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2015, Vol. 15, No 4, pp. 571-577.

Sholohova, A.Yu., Eliseeva T.V., Buryak A.K., Kolloidnyy zhurnal, 2019, Vol. 81, No 5, pp. 676-680.

Kotel'nikova T.A., Kuznetsov B.V., Moreva A.A., Murav'eva G.P., Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2012, Vol. 12, No 2, pp. 295-303.

Koyuncu H., Applied Clay Science, 2008, Vol. 38, No 3-4, pp. 279-287.

Kohno G.V., Khokhlova G.P., Vestnik Kuzbasskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta, 2007, No 6, pp. 123-125.

Norit digital library. (http://www.irimex.ru/files/catalog/rubs/files/887/3.pdf) (data obrashcheniya: 28.09.2020).

p-Hydroxybenzaldehyde (https://go.drugbank.com/drugs/DB03560) (data obrashche-niya: 28.09.2020).

Handbook of heterogeneous catalysis, Wiley-VCH Verlag GmbH& Co. KGaA, Weinheim, Germany. Second Completely Revised and Enlarged Edition, Vol. 1, 2008, 3865 p.

Giles C.H., MacEwan C.H., Nakhwa S.N., Smith D., J. Chem. Soc., 1960, pp. 3973-3993.

Adsorbtsiya iz rastvorov na poverhnosti tverdyh tel, Red. G. Parfit, K. Rochester, M., Mir, 1986, 488 p.

Lagergren S., Sven K., Vetenskapsakad. Handl, 1898, Vol. 24, No 4, pp. 1-39.

Ho Y.S., McKay G., Process Biochem., 1999, Vol. 34, pp. 451-465.

Weber J.G., Asce J.M., Morris J.C., J. Sanit. Eng. Div. Am. Soc. Civ. Engrs., 1963, Vol. 89, pp. 31-59.

Rajoriya R.K., Prasad B., Indramani M., Kailas L. W., Chem. Bio-chem. Eng., 2007, No 21, pp. 219-226.

Sivakova L.G., Vestnik Kuzbasskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo uni-versiteta, 2007, No 2, pp. 94-96.

Romantsova I.V., Burakov A.E., Kucherova A.E., Izvestiya Samarskogo nauch-nogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk, 2014, Vol. 16, No 4, pp. 611-614.

Опубликован
2021-02-20
Как цитировать
Воронюк, И. В., Елисеева, Т. В., Свиридова, Е. С., Селеменев, В. Ф., Сушкова, А. А., & Шолохова, А. Ю. (2021). Особенности сорбционного извлечения 4-гидроксибензальдегида из водных растворов активированным углем Norit GAC 1240W. Сорбционные и хроматографические процессы, 21(1), 119-126. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2021.21/3227

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)