Сорбционно-структурные характеристики биоуглей на основе опилок тополя - Наталия Анатольевна Ходосова; Константин Викторович Жужукин; Елена Викторовна Томина; Вячеслав Валерьевич Родаев; Виктор Федорович Кострюков (Сорбционные и хроматографические процессы, 2025)
Изучена сорбция красителя метиленового синего на биоугле, полученном на основе опилок тополя. Уголь получен карбонизацией при 500°С в течение 3 часов со скоростью нагрева до данной температуры 10°С/мин, выход продукта составил 39%. Установлено, что поверхностные характеристики биоугля сильно зависят от типа сырья и вида обработки. При модификации 2 М раствором КОН возрастает плотность в результате уменьшения размера частиц биоугля, снижается отношение О/С от 0.167 до 0.150. Модификация щелочью способствует возрастанию удельной поверхности в 6 раз, объема мезопор в 4 раза, диаметр пор практически не меняется. Обработка биоугля 2 М раствором KOH привела к ряду изменений в его ИК-спектре, которые отражают структурные и химические модификации, ключевые для адсорбционных свойств. Установлено, что на поверхности модифицированного угля отмечается рост количества гидроксильных групп (-OH), возрастает ароматическая составляющая. Обработка KOH активирует уголь, создавая микропоры за счет реакций с образованием и последующим вымыванием промежуточных соединений. Адсорбция метиленового синего на исследуемом биоугле представляет собой сложный процесс и включает в себя физическое и химическое взаимодействия. Оценена применимость адсорбционных моделей Ленгмюра и Фрейндлиха для аппроксимации экспериментальных изотерм адсорбции красителя. Установлено, что адсорбция метиленового синего биоуглями адекватно описывается уравнением Ленгмюра (R2=0.99). Форма полученных изотерм позволяет предположить, что сорбция красителя ограничивается образованием монослоя, адсорбция протекает на активных центрах углеродной поверхности как кислотного, так и основного характера в большей степени на поверхности модифицированного биоугля.