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

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.