Кинетика адсорбции ионов железа модифицированными углеродными сорбентами из водных растворов - Гора, Наталья Вячеславовна; Чернышёв, Даниил Андреевич; Беляева, Оксана Владимировна (Сорбционные и хроматографические процессы, 2025)
В работе исследована кинетика адсорбции ионов железа (II) из постоянного и ограниченного объема раствора углеродными материалами. В качестве адсорбентов использовался промышленный активный полукокс на основе антрацита Пуролат-Стандарт и его образцы, модифицированные азотсодержащими органическими соединениями различных классов (аминоэтановая кислота, азепан-2-он или азабензол). По полученным кинетическим кривым определено время наступления адсорбционного равновесия. Установлено, что данная характеристика зависит от типа модификатора. Так закрепление на поверхности адсорбента аминокислоты или амида значительно уменьшает период достижения равновесия адсорбции, а гетероциклического соединения – увеличивает. Рассмотрена возможность применения для описания процесса адсорбции кинетических моделей Лагергрена, а также Хо и Маккея, на основании которых рассчитаны равновесная адсорбция и константы скорости реакции. Показано, что кинетика адсорбции может быть достоверно описана с помощью модели псевдовторого порядка. При использовании диффузионных моделей Вебера и Морриса, а также Марутовского оценен вклад внешней диффузии и диффузии внутри зерна сорбента на скорость процесса. Установлен смешанно-диффузионный характер адсорбции ионов железа как на исходном сорбенте, так и на модифицированных образцах. При этом определенный вклад в общую скорость процесса вносит также стадия взаимодействия металла с функциональными группами сорбента. Рассчитаны необходимые для моделирования адсорбции железа в неравновесных условиях коэффициенты внешнедиффузионного массопереноса.