Особенности сорбционного извлечения 4-гидроксибензальдегида из водных растворов активированным углем Norit GAC 1240W
DOI:
https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2021.21/3227Ключевые слова:
пара-гидроксибензальдегид, кинетика адсорбции, формальная кинетика, термодинамика адсорбции, активированный угольАннотация
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
Библиографические ссылки
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.
