авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||

Термодинамика и кинетика сорбции поллютантов сточных вод нетрадиционными материалами

-- [ Страница 4 ] --

Для выяснения характера сорбции органических веществ были сняты ИК-спектры карбонатных пород Конышовского района (сорбент IV) (рис. 12), красителя катионного синего 2К (рис. 13) и системы «сорбент IV - катионный синий 2К» после сорбции (t=30 мин) (рис. 14). В области 1500-500 см-1 находятся основные полосы поглощении карбонатной породы и катионного синего 2К. В области низких частот в спектре карбонатного сорбента преимущественно проявляются полосы валентных и деформационных колебаний аниона СО32-: широкая и интенсивная полоса с максимумом при 1393 см-1 обусловлена трижды вырожденными валентными колебаниями карбонат-иона, входящего в структуру породы, а также узкая и интенсивная полоса 871 см-1 дважды вырожденных валентных колебаний. Здесь же проявляются полосы поглощения диоксида углерода при 712 см-1 и 665 см-1. Все указанные полосы, характерные для сорбента IV, сохраняются в ИК-спектрах системы «сорбент IV - катионный синий 2К», но наблюдается незначительное смещение максимумов и изменение интенсивности поглощения.

В ИК-спектрах катионного синего в области 1500-500 см-1 находятся его характеристические частоты поглощения: 1608 и 1581 см -1 - валентные колебания ароматического кольца; 1423 и 1397 см-1 - деформационные колебания алкильной -СН2-СН2-группы; 1329 и 1271 см-1 - деформационные колебания у третичных и вторичных ароматических аминов соответственно; 1205 см-1 - валентные колебания в кольце; 821 и 742 см-1- деформационные колебания замещенного ароматического кольца и другие незначительные колебания.

ИК-спектры красителя претерпевают изменения после его сорбции; так, например, полосы 1608 и 1581 см-1, характерные для аромати­ческого кольца, сохраняются, но интенсивность их увеличивается. Исчезает ряд полос поглощения красителя в области 1200 - 1000 см-1, но появляются новые в области 4000-3650 см-1. Вся область от 1500 до 1250 см-1 оказывается закрытой широкой и интенсивной полосой поглощения карбонат-иона, имеющей максимум при 1394 см-1. Изменения в ИК-спектрах сорбента и красителя после сорбции позволяют сделать заключение о том, что наряду с физической сорбцией возникают некоторые химические межмолекулярные связи между карбонатной породой и поллютантами сточных вод.

При выборе сорбентов важную роль играет их нейтрализующая способность. Поэтому было изучено изменение рН среды в процессе сорбции тяжелых металлов (на примере Fe2+, Fe3+) (рис. 15) и органических веществ (рис. 16) карбонатными породами.

холостая проба сорбента VI; сорбент VI; холостая проба сорбента V; холостая проба сорбента IV; сорбент IV; сорбент V; Рис. 15. Зависимость рН среды от времени сорбции ионов Fe2+, Fe3+ карбонатными породами
холостая проба сорбента IV; фенол; катионный синий 2К; катионный красный 14; кислотный синий; кислотный ярко зеленый Н4Ж Рис. 16. Зависимость рН среды от времени сорбции органических веществ сорбентом IV


Карбонатные породы можно отнести к щелочным реагентам с карбонатными, бикарбонатными и гидроксильными группами. При взаимодействии с дистиллированной водой (холостая проба) наблюдается повышение значения рН среды, что можно объяснить гидролизом карбонатов кальция и магния. В процессе сорбции ионов тяжелых металлов рН среды увеличивается и в дальнейшем стабилизуется. Это способствует нейтрализации кислотности их растворов. При сорбции ионов тяжелых металлов сорбент IV повышает рН среды до 6,13-7,18, сорбента V - до 6,35-7,45. Для сорбентов IV и V после сорбции ионов тяжелых металлов значение рН в большинстве случаев находится в пределах 6,5-7,5. В сорбенте VI при прокаливании увеличивается количество CaO и MgO за счет чего рН возрастает до 10,78-11,04. В щелочной среде идёт осаждение гидроксидов тяжелых металлов.

В отличие от увеличения рН среды при сорбции ионов тяжелых металлов, в случае сорбции органических веществ наблюдается снижение рН среды.

Это можно объяснить особенностями взаимодействия карбонатных пород и красителей. Функциональные группы сорбента и молекул красителя могут претерпевать изменения в зависимости от рН среды. Молекулы кислотных красителей могут образовывать с ОН-, CO32-, HCO3- группами сорбента водородные связи. После сорбции органических веществ значение рН в большинстве случаев находится в пределах 7,18-7,38. Для красителя кислотного ярко зеленого Н4Ж рН=6,82 минимально.

Поскольку фенол и его производные представляют собой слабые кислоты, их сорбция существенно зависит от рН среды. В процессе сорбции фенолов рНисх=5,45 возрастает до 7,43, а затем со временем падает до 7,18. Нейтральная среда является оптимальной для процесса сорбции, поскольку фенолы обладают амфотерными свойствами и наиболее полно сорбируются, когда функциональные группы не ионизированы (при рН<8).

ВЫВОДЫ

1. Сравнительные данные сорбции поллютантов сточных вод карбонатными породами - мергелем мелоподобным и мергелем глинистым показали, что адсорбционная активность и удельная площадь поверхности возрастает с увеличением содержания карбонатов в сорбенте.

2. Показано, что термическая и химическая модификация сорбента увеличивает удельную площадь поверхности относительно исходной карбонатной породы в 5,2 и 3,7 раза соответственно.

3. Полученные термодинамические характеристики определяют самопроизвольность протекания процесса сорбции, который имеет сложный характер. Для модифицированных пород энергия Гиббса процесса имеет меньшие значение, поэтому сорбция идет быстрее, а сорбционная емкость наибольшая.

4. На основании изучения кинетики сорбции поллютантов сточных вод установлено, что сорбция имеет сложный характер: в процессе сорбции органических веществ преобладает внутренняя диффузия, ионов тяжелых металлов - внешняя. Определенный вклад в общую скорость процесса сорбции вносят межмолекулярные взаимодействия.

5. Увеличение значений рН среды при сорбции поллютантов сточных вод карбонатными породами может быть использовано при нейтрализации кислых сточных вод.

СПИСОК РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Ниязи Ф.Ф., Мальцева В.С., Бурыкина О.В., Сазонова А.В. Изучение сорбции ионом меди из сточных вод природными карбонатными минералами // Химия в нехимическом вузе: материалы Второй Всероссийской конференции. - Москва, 2010. - С. 151-154.

2. Ниязи Ф.Ф., Мальцева В.С., Бурыкина О.В., Сазонова А.В. Изучение термодинамики процесса сорбции ионов меди (II) на природных меловых породах //Применение инновационных технологий в научных исследованиях: сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции. - Курск, 2010. - С. 314-318.

3. Ниязи Ф.Ф., Мальцева В.С., Бурыкина О.В., Сазонова А.В. Кинетика сорбции ионов меди меловыми породами // Известия Курского Государственного Технического Университета. - 2010. - №4. - С. 28-33.

4. Мальцева В.С., Бурыкина О.В., Сазонова А.В., Фролова Н.В., Пыхова О.О. Использование природных сорбентов для очистки природных вод от ионов тяжелых металлов // Окружающая природная среда и экологическое образование, и воспитание. - Пенза, 2011. - С. 44-46.

5. Сазонова А.В. Применение математических методов при адсорбции тяжёлых металлов // Математика и её приложение в современной науке и практике: сборник научных статей Международной научно-практической конференции студентов и аспирантов. - Курск, 2011. - С. 284-290.

6. Мальцева В.С., Бурыкина О.В., Сазонова А.В., Фролова Н.В., Пыхова О.О. Влияние химического состава карбонатных пород на сорбцию ионов тяжёлых металлов // Актуальные проблемы экологии и охраны труда: сборник статей III Международной научно-практической конференции. - Курск, 2011. - С. 99-104.

7. Мальцева В.С., Сазонова А.В. Интенсификация процесса очистки сточных вод от тяжёлых металлов // Применение инновационных технологий в научных исследованиях: сборник научных статей по материалам Международной научно-практической конференции. - Курск, 2011. - С. 220-225.

8. Мальцева В.С., Сазонова А.В. Кинетика сорбции ионов металлов модифицированным карбонатным минералом // Актуальные проблемы химической науки практики и образования: сборник статей II Международной научно-практической конференции, посвященной Международному году химии. - Курск, 2011. - С. 303-307.

9. Сазонова А.В. Использование природных сорбентов для очистки от ионов железа (II, III) питьевых и сточных вод // Теоретические знания - в практические дела: сборник научных статей XII Международной научно-инновационной конференции аспирантов, студентов и молодых учёных с элементами научной школы. - Омск, 2011. Ч. 2. - С. 68-71.

10. Мальцева В.С., Сазонова А.В., Кувардина Е.М. Проблемы очистки сточных вод промышленных предприятий Курска // Биотехнология и биомедицинская инженерия: сборник материалов IV Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. - Курск, 2011. - С. 84-87.

11. Мальцева В.С., Сазонова А.В. О возможности применения карбонатных пород в качестве сорбентов сточных вод // XIX Менделеевского съезда по общей и прикладной химии: тезисы докладов. - Волгоград, 2011. - С. 580.

12. Maltseva V.S., Sazonova A.V. On possibility to use carbonate rocks as sewage sorbents // XIX Mendeleev congress on general and applied chemistry: abstracts. - Volgograd, 2011. - С. 569.

13. Ниязи Ф.Ф., Мальцева В.С., Сазонова А.В. Исследование природных сорбентов для концентрирования ионов хрома (III) // Применение инновационных технологий в научных исследованиях: сборник научных статей по материалам Международной научно-практической конференции. - Курск, 2011. С. 222-226.

14. Патент на изобретение №2424193. Способ сорбционной очистки сточных вод от фенолов // Мальцева В.С., Будыкина Т.А., Сазонова А.В. заявл. 23.11.2009; опубл. 20.07.2011 Бюл. №. 4 с. ил.

15. Ниязи Ф.Ф., Мальцева В.С., Сазонова А.В. Термодинамика и кинетика сорбции ионов хрома (III) карбонатными породами // Современные проблемы науки и образования [Электронный ресурс]. - 2012.- №1. -М.: RU - Режим доступа: http://www.science-education.ru/101-5305 , свободный. - Загл. с экрана.

16. Мальцева В.С., Сазонова А.В. Термодинамика и кинетика сорбции фенолов на карбонатных сорбентах // Современная наука: тенденции развития: материалы Международной научно-практической конференции. - Краснодар, 2012. - С. 223-226.

17. Сазонова А.В. Термодинамическое исследование сорбции фенола природным сорбентом // Менделеев-2012: Физическая химия: VI Всероссийская конференция молодых ученых, аспирантов и студентов с международным участием. Тезисы докладов. - Санкт-Петербург, 2012. - С. 508-509.

18. Сазонова А.В. Изотермы сорбции тяжелых металлов на природном минерале // Математика и её приложение в современной науке и практике: сборник научных статей II Международной научно-практической конференции студентов и аспирантов. - Курск, 2012. - С. 180-187.

19. Мальцева В.С., Свиридов В.В., Сазонова А.В., Коростелёва О.К. Изотермы сорбции тяжелых металлов на природных модифицированных минералах // Актуальные проблемы экологии и охраны труда: сборник статей IV Международной научно-практической конференции. - Курск, 2012. - С. 113-117.

20. Мальцева В.С., Сазонова А.В. Кинетика сорбции тяжелых металлов на природных модифицированных минералах // Дни науки-2012: Химия и химическая технология: материалы VIII Международной научно-практической конференции. - Прага, 2012. С. 86-90.

21. Сазонова А.В., Фролова Н.В., Пыхова О.О., Мальцева В.С., Бурыкина О.В. Исследование сорбционной способности карбонатных минералов Курской области на примере сорбции ионов меди // Молодежь и XXI век- 2012: материалы IV Международной молодежной научной конференции. - Курск, 2012. - С. 242-244.





22. Сазонова А.В. Концентрирование промышленных красителей из водных растворов карбонатными породами // Известия Юго-Западного государственного университета. - 2012. - № 1 (40), Ч. 1. - С. 236-241.

23. Niyazi F.F., Maltseva V.S., Sazonova A.V. Natural polymer sorbents for wastewater purification from industrial dyes // Kinetics, catalysis and mechanism of chemical reactions. - New York, 2012. - Р. 327-333.

24. Ниязи Ф.Ф., Мальцева В.С., Сазонова А.В. Сорбционное концентрирование катионных красителей на природном карбонате // Европейская наука ХХІ века -2012: Материалы VIII Международной научно-практической конференции. - Польша, 2012. - С. 56-61.

25. Ниязи Ф.Ф., Мальцева В.С., Сазонова А.В. Кинетические закономерности сорбции ионов железа (II, III) модифицированными карбонатными породами // Известия ЮЗГУ. Серия Физика и химия. - 2012. - №1. - С. 40-47.

Подписано в печать 28.12.2012. Формат 6084 1/16.

Усл. печ. л. 1,4. Тираж 150 экз. Заказ №109

Юго-Западный государственный университет

305040, Курск, ул. 50 лет Октября, 94



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||
 

Похожие работы:








 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.