Получение фильтровального материала с использованием наноматериалов для очистки стоков от тяжелых металлов
Исследован процесс адсорбции ионов тяжелых металлов на примере ионов меди (II) нанопорошком алмаза детонационного синтеза. Изготовлен фильтровальный материал с использованием данного порошка. Рассмотрена возможность использования этого материала для очистки воды от ионов тяжелых металлов....
Gespeichert in:
| Datum: | 2011 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут газу НАН України
2011
|
| Schriftenreihe: | Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127047 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Получение фильтровального материала с использованием наноматериалов для очистки стоков от тяжелых металлов / Л.П. Антоненко, Н.В. Чучулина, Г.П. Богатырева, М.А. Маринич, Г.Д. Ильницкая, Т.И. Демышок // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2011. — № 6. — С. 49-54. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-127047 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1270472025-02-09T15:44:32Z Получение фильтровального материала с использованием наноматериалов для очистки стоков от тяжелых металлов The Obtaining of Filtering Material with Nanomaterials Use for Drains Purification of Heavy Metals Антоненко, Л.П. Чучулина, Н.В. Богатырева, Г.П. Маринич, М.А. Ильницкая, Г.Д. Демышок, Т.И. Охрана окружающей среды Исследован процесс адсорбции ионов тяжелых металлов на примере ионов меди (II) нанопорошком алмаза детонационного синтеза. Изготовлен фильтровальный материал с использованием данного порошка. Рассмотрена возможность использования этого материала для очистки воды от ионов тяжелых металлов. Досліджено процес адсорбції іонів важких металів на прикладі іонів міді (II) нанопорошком алмазу детонаційного синтезу. Виготовлено фільтрувальний матеріал із використанням цього порошку. Розглянуто можливість використання цього матеріалу для очищення води від іонів важких металів. The process of heavy metal ions sorption by the example of copper (II) with diamond nanopowder of detonation synthesis is investigated. The filtering material with the powder application is manufactured. The possibility of the material application for water purification from heavy metals ions is considered. 2011 Article Получение фильтровального материала с использованием наноматериалов для очистки стоков от тяжелых металлов / Л.П. Антоненко, Н.В. Чучулина, Г.П. Богатырева, М.А. Маринич, Г.Д. Ильницкая, Т.И. Демышок // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2011. — № 6. — С. 49-54. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 0235-3482 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127047 546.562:541.183.24 ru Энерготехнологии и ресурсосбережение application/pdf Інститут газу НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Охрана окружающей среды Охрана окружающей среды |
| spellingShingle |
Охрана окружающей среды Охрана окружающей среды Антоненко, Л.П. Чучулина, Н.В. Богатырева, Г.П. Маринич, М.А. Ильницкая, Г.Д. Демышок, Т.И. Получение фильтровального материала с использованием наноматериалов для очистки стоков от тяжелых металлов Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| description |
Исследован процесс адсорбции ионов тяжелых металлов на примере ионов меди (II) нанопорошком алмаза детонационного синтеза. Изготовлен фильтровальный материал с использованием данного порошка. Рассмотрена возможность использования этого материала для очистки воды от ионов тяжелых металлов. |
| format |
Article |
| author |
Антоненко, Л.П. Чучулина, Н.В. Богатырева, Г.П. Маринич, М.А. Ильницкая, Г.Д. Демышок, Т.И. |
| author_facet |
Антоненко, Л.П. Чучулина, Н.В. Богатырева, Г.П. Маринич, М.А. Ильницкая, Г.Д. Демышок, Т.И. |
| author_sort |
Антоненко, Л.П. |
| title |
Получение фильтровального материала с использованием наноматериалов для очистки стоков от тяжелых металлов |
| title_short |
Получение фильтровального материала с использованием наноматериалов для очистки стоков от тяжелых металлов |
| title_full |
Получение фильтровального материала с использованием наноматериалов для очистки стоков от тяжелых металлов |
| title_fullStr |
Получение фильтровального материала с использованием наноматериалов для очистки стоков от тяжелых металлов |
| title_full_unstemmed |
Получение фильтровального материала с использованием наноматериалов для очистки стоков от тяжелых металлов |
| title_sort |
получение фильтровального материала с использованием наноматериалов для очистки стоков от тяжелых металлов |
| publisher |
Інститут газу НАН України |
| publishDate |
2011 |
| topic_facet |
Охрана окружающей среды |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127047 |
| citation_txt |
Получение фильтровального материала с использованием наноматериалов для очистки стоков от тяжелых металлов / Л.П. Антоненко, Н.В. Чучулина, Г.П. Богатырева, М.А. Маринич, Г.Д. Ильницкая, Т.И. Демышок // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2011. — № 6. — С. 49-54. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| series |
Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| work_keys_str_mv |
AT antonenkolp polučeniefilʹtrovalʹnogomaterialasispolʹzovaniemnanomaterialovdlâočistkistokovottâželyhmetallov AT čučulinanv polučeniefilʹtrovalʹnogomaterialasispolʹzovaniemnanomaterialovdlâočistkistokovottâželyhmetallov AT bogatyrevagp polučeniefilʹtrovalʹnogomaterialasispolʹzovaniemnanomaterialovdlâočistkistokovottâželyhmetallov AT mariničma polučeniefilʹtrovalʹnogomaterialasispolʹzovaniemnanomaterialovdlâočistkistokovottâželyhmetallov AT ilʹnickaâgd polučeniefilʹtrovalʹnogomaterialasispolʹzovaniemnanomaterialovdlâočistkistokovottâželyhmetallov AT demyšokti polučeniefilʹtrovalʹnogomaterialasispolʹzovaniemnanomaterialovdlâočistkistokovottâželyhmetallov AT antonenkolp theobtainingoffilteringmaterialwithnanomaterialsusefordrainspurificationofheavymetals AT čučulinanv theobtainingoffilteringmaterialwithnanomaterialsusefordrainspurificationofheavymetals AT bogatyrevagp theobtainingoffilteringmaterialwithnanomaterialsusefordrainspurificationofheavymetals AT mariničma theobtainingoffilteringmaterialwithnanomaterialsusefordrainspurificationofheavymetals AT ilʹnickaâgd theobtainingoffilteringmaterialwithnanomaterialsusefordrainspurificationofheavymetals AT demyšokti theobtainingoffilteringmaterialwithnanomaterialsusefordrainspurificationofheavymetals |
| first_indexed |
2025-11-27T14:17:37Z |
| last_indexed |
2025-11-27T14:17:37Z |
| _version_ |
1849953420894535680 |
| fulltext |
Òÿæåëûå ìåòàëëû, ïîïàäàþùèå â îêðóæàþ-
ùóþ ñðåäó â ðåçóëüòàòå äåÿòåëüíîñòè ÷åëîâåêà,
ÿâëÿþòñÿ îïàñíûìè çàãðÿçíèòåëÿìè áèîñôåðû.
Îíè ïîïàäàþò â îêðóæàþùóþ ñðåäó âñëåäñòâèå
îáðàáîòêè ìåòàëëîâ, èçãîòîâëåíèÿ ìåòàëëîêîí-
ñòðóêöèé, ïðîèçâîäñòâà êðàñîê, óäîáðåíèé,
ñæèãàíèÿ òîïëèâà, âûâîçà ìóñîðà è ò.ä. Òÿæå-
ëûå ìåòàëëû ïðèíàäëåæàò ê ñòîéêèì õèìè÷å-
ñêèì çàãðÿçíèòåëÿì ñ òîêñè÷íûìè ñâîéñòâàìè
[1]. Ïîñòóïàÿ â âîäíóþ ñðåäó, îíè âñòóïàþò âî
âçàèìîäåéñòâèå ñ äðóãèìè êîìïîíåíòàìè ñðåäû,
îáðàçóÿ ãèäðàòèðîâàííûå èîíû, îêñèãèäðàòû,
èîííûå ïàðû, êîìïëåêñíûå íåîðãàíè÷åñêèå è
îðãàíè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ.
Çàãðÿçíåíèå ïðåñíûõ âîä ñîëÿìè òÿæåëûõ
ìåòàëëîâ ÿâëÿåòñÿ àêòóàëüíîé ïðîáëåìîé âî
ìíîãèõ ðåãèîíàõ ìèðà. Ïîâåäåíèå òÿæåëûõ ìå-
òàëëîâ â ðåàëüíûõ ñðåäàõ ñëîæíî è ìàëî èñ-
ñëåäîâàíî. Ïîýòîìó ïîñòóïëåíèå òÿæåëûõ ìå-
òàëëîâ â àòìîñôåðó, âîäîåìû è íà çåìëåäåëü÷å-
ñêèå ïîëÿ äîëæíî áûòü âçÿòî ïîä êîíòðîëü.
Ïðàêòèêà ðàáîòû ñèñòåì î÷èñòêè ñòî÷íûõ
âîä ïîêàçûâàåò, ÷òî ñîðáöèîííàÿ îáðàáîòêà öå-
ëåñîîáðàçíà êàê ôèíèøíàÿ îïåðàöèÿ, ïîñëå ìå-
õàíè÷åñêîé è äðóãèõ áîëåå äåøåâûõ âèäîâ î÷è-
ñòêè îò ãðóáîäèñïåðñíûõ, êîëëîèäíûõ è ÷àñ-
òè÷íî ðàñòâîðåííûõ ïðèìåñåé.
Îáû÷íàÿ îïòèìàëüíàÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü
ïðîöåññîâ ôèçèêî-õèìè÷åñêîé î÷èñòêè: êîàãó-
ëÿöèÿ — îòñòàèâàíèå (ôëîòàöèÿ) — ôèëüòðî-
âàíèå — ñîðáöèÿ.
Ñîðáöèîííûé ìåòîä ÿâëÿåòñÿ õîðîøî
óïðàâëÿåìûì ïðîöåññîì. Îí ïîçâîëÿåò óäàëÿòü
çàãðÿçíåíèÿ ÷ðåçâû÷àéíî øèðîêîé ïðèðîäû
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 6 49
Îõðàíà îêðóæàþùåé ñðåäû
ÓÄÊ 546.562:541.183.24
Ïîëó÷åíèå ôèëüòðîâàëüíîãî ìàòåðèàëà
ñ èñïîëüçîâàíèåì íàíîìàòåðèàëîâ
äëÿ î÷èñòêè ñòîêîâ îò òÿæåëûõ ìåòàëëîâ
Àíòîíåíêî Ë.Ï., ×ó÷óëèíà Í.Â., Áîãàòûðåâà Ã.Ï.,
Ìàðèíè÷ Ì.À., Èëüíèöêàÿ Ã.Ä., Äåìûøîê Ò.È.
Íàöèîíàëüíûé òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò Óêðàèíû «ÊÏÈ», Êèåâ
Èññëåäîâàí ïðîöåññ àäñîðáöèè èîíîâ òÿæåëûõ ìåòàëëîâ íà ïðèìåðå èîíîâ ìåäè (II)
íàíîïîðîøêîì àëìàçà äåòîíàöèîííîãî ñèíòåçà. Èçãîòîâëåí ôèëüòðîâàëüíûé ìàòåðèàë
ñ èñïîëüçîâàíèåì äàííîãî ïîðîøêà. Ðàññìîòðåíà âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ ýòîãî
ìàòåðèàëà äëÿ î÷èñòêè âîäû îò èîíîâ òÿæåëûõ ìåòàëëîâ.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: òÿæåëûå ìåòàëëû, àäñîðáöèÿ, íàíîïîðîøîê àëìàçà, ôèëüòðîâàëüíûé
ìàòåðèàë.
Äîñë³äæåíî ïðîöåñ àäñîðáö³¿ ³îí³â âàæêèõ ìåòàë³â íà ïðèêëàä³ ³îí³â ì³ä³ (II)
íàíîïîðîøêîì àëìàçó äåòîíàö³éíîãî ñèíòåçó. Âèãîòîâëåíî ô³ëüòðóâàëüíèé ìàòåð³àë
³ç âèêîðèñòàííÿì öüîãî ïîðîøêó. Ðîçãëÿíóòî ìîæëèâ³ñòü âèêîðèñòàííÿ öüîãî ìàòåð³à-
ëó äëÿ î÷èùåííÿ âîäè â³ä ³îí³â âàæêèõ ìåòàë³â.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: âàæê³ ìåòàëè, àäñîðáö³ÿ, íàíîïîðîøîê àëìàçó, ô³ëüòðóâàëüíèé
ìàòåð³àë.
� Àíòîíåíêî Ë.Ï., ×ó÷óëèíà Í.Â., Áîãàòûðåâà Ã.Ï., Ìàðèíè÷ Ì.À., Èëüíèöêàÿ Ã.Ä., Äåìûøîê Ò.È., 2011
ïðàêòè÷åñêè äî ëþáîé îñòàòî÷íîé êîíöåíòðà-
öèè íåçàâèñèìî îò èõ õèìè÷åñêîé óñòîé÷èâî-
ñòè. Ïðè ýòîì îòñóòñòâóþò âòîðè÷íûå çàãðÿçíå-
íèÿ. Îòñþäà ïåðñïåêòèâíîé ÿâëÿåòñÿ òåíäåíöèÿ
ðàçâèòèÿ ôèëüòðóþùå-ñîðáèðóþùèõ óñòðîéñòâ,
ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ ëîêàëüíîé äîî÷èñòêè
ïèòüåâîé âîäû.
Îäíîé èç ñàìûõ ðàñïðîñòðàíåííûõ òåõíî-
ëîãèé äëÿ óäàëåíèÿ òÿæåëûõ ìåòàëëîâ èç âîä-
íîé ñðåäû ÿâëÿåòñÿ ôèëüòðîâàíèå. Âûáîð
ôèëüòðîâàëüíûõ ìàòåðèàëîâ ÷ðåçâû÷àéíî øè-
ðîêèé: îò òêàíåé è ôèëüòðîâàëüíîé áóìàãè äî
ýêçîòè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ, íàïðèìåð, èçìåëü÷åí-
íîé ñêîðëóïå ãðåöêîãî îðåõà è èñïàíñêîãî ìõà.
Ôèëüòðîâàëüíûå ìàòåðèàëû èñïîëüçóþòñÿ âî
âñåõ îñíîâíûõ îòðàñëÿõ ïðîìûøëåííîñòè. Äëÿ
áîëüøèíñòâà ïðîöåññîâ ðàçðàáîòàíû ñïåöèàëü-
íûå ôèëüòðîâàëüíûå ìàòåðèàëû [2]. Èíîãäà
íóæíà èõ êîìáèíàöèÿ, åñëè äèñïåðñíûå ñèñòå-
ìû î÷åíü òðóäíî ðàçäåëèòü.
Ñðåäè âñåõ íàíîôîðì óãëåðîäà íàíîàëìàçû
áëèæå âñåãî ê ïðèðîäíîìó ñîñòîÿíèþ óãëåðîäà.
Îáû÷íûé àëìàç îáðàçóåò î÷åíü ïðî÷íóþ àòîì-
íóþ êðèñòàëëè÷åñêóþ ðåøåòêó, â êîòîðîé êàæ-
äûé àòîì óãëåðîäà íàõîäèòñÿ â sp3-ãèáðèäíîì
ñîñòîÿíèè è ñîåäèíåí îäèíàðíûìè ñâÿçÿìè ñ
÷åòûðüìÿ ñîñåäíèìè, ðàñïîëîæåííûìè â âåð-
øèíàõ òåòðàýäðà. Â àëìàçå â îáðàçîâàíèè ñâÿ-
çåé ó÷àñòâóþò âñå âàëåíòíûå ýëåêòðîíû àòîìîâ
óãëåðîäà, ïîýòîìó îí íå ïðîâîäèò ýëåêòðè÷å-
ñêîãî òîêà è ÿâëÿåòñÿ äèýëåêòðèêîì.
Îáû÷íûé ðàçìåð êðèñòàëëîâ èñêóññòâåí-
íûõ àëìàçîâ, ïîëó÷àåìûõ èç ãðàôèòà ïîä äåé-
ñòâèåì âûñîêîãî äàâëåíèÿ è òåìïåðàòóðû, ñî-
ñòàâëÿåò îò îäíîãî äî ñîòåí ìèêðîìåòðîâ (ìèê-
ðîí). Íàíîàëìàçû èìåþò òàêóþ æå êðèñòàëëè-
÷åñêóþ ñòðóêòóðó, êàê è îáû÷íûé àëìàç, íî èõ
êðèñòàëëû çíà÷èòåëüíî ìåíüøå: îò 2 äî 8 íì.
Áëàãîäàðÿ ýòîìó áîëüøàÿ ÷àñòü àòîìîâ óãëåðî-
äà íàõîäèòñÿ íà ïîâåðõíîñòè, ãäå ñâîéñòâà àòî-
ìîâ îòëè÷àþòñÿ îò èõ ñâîéñòâ â îáúåìå [3].
Íàíîïîðîøêè àëìàçà, êîòîðûå èçãîòîâëÿþò-
ñÿ èç àëìàçà ñòàòè÷åñêîãî ñèíòåçà, ïðèíàäëåæàò
ê êëàññó ñóáìèêðîïîðîøêîâ, ñ óçêèì äèàïàçî-
íîì çåðíèñòîñòè, è âûïóñêàþòñÿ â Óêðàèíå ïî
ãîñóäàðñòâåííîìó ñòàíäàðòó ÄÑÒÓ 3992-95 äâóõ
ìàðîê: ÀÑÌ5 0.1/0 è ÀÑÌ1 0.1/0. Îñîáîãî
âíèìàíèÿ çàñëóæèâàåò àäñîðáöèîííàÿ ñïîñîá-
íîñòü àëìàçà. Îñîáåííîñòüþ íàíîàëìàçîâ ÿâëÿ-
åòñÿ âîçìîæíîñòü óïðàâëåíèÿ èõ ïîâåðõíîñòíû-
ìè ñâîéñòâàìè äëÿ áîëåå ýôôåêòèâíîãî èñïîëü-
çîâàíèÿ èõ êàê àäñîðáåíòîâ, êàòàëèçàòîðîâ,
ñòðóêòóðèçàòîðîâ êîìïîçèöèîííûõ ìàòåðèàëîâ,
ïëàòôîðì íîñèòåëåé âðà÷åáíûõ ñðåä è äð. Ïî
àäñîðáöèîííîé ñïîñîáíîñòè íàíîäèñïåðñíûå àë-
ìàçû ëó÷øå òàêèõ èçâåñòíûõ àäñîðáåíòîâ, êàê
àêòèâèðîâàíûé óãîëü, ñèëàðä è êàîëèí.
Îáðàòèìñÿ ê ïðàêòè÷åñêîìó ïðèìåíåíèþ
íàíîàëìàçîâ. Ñàìîå î÷åâèäíîå èç íèõ ñâÿçàíî ñ
ìåõàíè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè ýòîãî ìàòåðèàëà.
Íàíîàëìàçû â âèäå ïàñòû ïðèìåíÿþò êàê àáðà-
çèâíûé ìàòåðèàë äëÿ ñâåðõòîíêîé ïîëèðîâêè
ïîâåðõíîñòåé, ñ èõ ïîìîùüþ ìîæíî ïîëó÷èòü
çåðêàëüíóþ ïîâåðõíîñòü òâåðäûõ òåë ëþáîé
ãåîìåòðè÷åñêîé ôîðìû, íå èìåþùóþ äåôåêòîâ.
Áëàãîäàðÿ ìàëûì ðàçìåðàì íàíîàëìàçû ëåãêî
èñïîëüçîâàòü â âèäå äîáàâîê ê äðóãèì ìàòåðèà-
ëàì. Ñîçäàíèå êîìïîçèöèîííûõ ìàòåðèàëîâ èç
íàíîàëìàçîâ ñ ìåòàëëàìè äàåò âîçìîæíîñòü çà-
ìåòíî ïîâûñèòü òâåðäîñòü ìåòàëëè÷åñêèõ ïî-
êðûòèé è èõ óñòîé÷èâîñòü ê èçíîñó. Ââåäåíèå
íàíîàëìàçîâ â ñîñòàâ ïîëèìåðîâ, ðåçèíû è ïëà-
ñòìàññ òàêæå óâåëè÷èâàåò èõ ïðî÷íîñòü, ðàáî-
÷èé äèàïàçîí òåìïåðàòóð è ñðîê ñëóæáû. Áëèç-
êàÿ ê ñôåðè÷åñêîé ôîðìà êðèñòàëëîâ íàíîàë-
ìàçîâ ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü èõ â ñîñòàâå ñìà-
çî÷íûõ ìàñåë.
Äðóãèå îáëàñòè ïðèìåíåíèÿ íàíîàëìàçîâ
îñíîâàíû íà èõ ïîâåðõíîñòíîé àêòèâíîñòè.
Íàíîàëìàçû èìåþò âûñîêóþ óäåëüíóþ ïîâåðõ-
íîñòü, õèìè÷åñêóþ ïðèðîäó êîòîðîé ìîæíî èç-
ìåíÿòü ââåäåíèåì ðàçëè÷íûõ ôóíêöèîíàëüíûõ
ãðóïï. Äîêàçàíî, ÷òî íàíî÷àñòèöû àëìàçà áèî-
ñîâìåñòèìû è îáëàäàþò íèçêîé òîêñè÷íîñòüþ.
Âñå ýòî ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü èõ â áèîëîãèè
è ìåäèöèíå. Òàê, â áèîëîãèè íàíîàëìàçû óæå
ïðèìåíÿþò â êà÷åñòâå ñîðáåíòîâ äëÿ âûäåëå-
íèÿ è î÷èñòêè áåëêîâ ìåòîäàìè õðîìàòîãðà-
ôèè. Â ìåäèöèíå îíè ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ
êàê àäñîðáåíòû äëÿ âûâåäåíèÿ èç îðãàíèçìà
íåæåëàòåëüíûõ è òîêñè÷íûõ ñîåäèíåíèé (ïðî-
äóêòû ìåòàáîëèçìà, òÿæåëûå ìåòàëëû, ðàäèî-
íóêëèäû), à òàêæå êàê íîñèòåëè ïðåïàðàòîâ,
ïðèìåíÿåìûõ â ëå÷åáíûõ öåëÿõ (ëåêàðñòâà,
ôåðìåíòû, èçîòîïû è ò.ä.).
 ðåçóëüòàòå äåòàëüíîãî èçó÷åíèÿ àäñîðá-
öèîííûõ è êàòàëèòè÷åñêèõ ñâîéñòâ àëìàçîâ äå-
òîíàöèîííîãî ñèíòåçà îïðåäåëåíû ïåðñïåêòèâû
èõ øèðîêîãî ïðîìûøëåííîãî èñïîëüçîâàíèÿ.
Êàê àäñîðáåíòû îíè ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ äëÿ
î÷èñòêè âîäû, ìåäèöèíñêèõ ïðåïàðàòîâ è ïëàç-
ìû êðîâè [4].
Öåëü íàñòîÿùåé ðàáîòû — èññëåäîâàíèå
ïðîöåññà ñîðáöèè èîíîâ òÿæåëûõ ìåòàëëîâ íà-
íîïîðîøêàìè àëìàçà äåòîíàöèîííîãî ñèíòåçà è
ðàçðàáîòêà ïðàêòè÷åñêèõ ðåêîìåíäàöèé îòíîñè-
òåëüíî ñîçäàíèÿ ôèëüòðîâàëüíîãî ìàòåðèàëà ñ
èñïîëüçîâàíèåì ýòèõ ïîðîøêîâ äëÿ î÷èñòêè âî-
äû îò èîíîâ òÿæåëûõ ìåòàëëîâ.
 èññëåäîâàíèÿõ èñïîëüçîâàëè íàíîïîðî-
øîê àëìàçà äåòîíàöèîííîãî ñèíòåçà ìàðêè
ÀÑÓÄ 99.
Äëÿ èññëåäîâàíèÿ êèíåòèêè ñîðáöèè ñó-
ñïåíçèþ àäñîðáåíòà êîíöåíòðàöèåé 2 % ââîäèëè
50 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 6
â ðàñòâîð CuSO4 ñ òàêèì ðàñ÷åòîì, ÷òîáû êîí-
öåíòðàöèÿ ìåäè â ñìåñè áûëà 200 ìã/äì3, à ñî-
äåðæàíèå àäñîðáåíòà 5 ã/äì3. Èññëåäîâàíèÿ
ïðîâîäèëè ïðè ïîñòîÿííîì ïåðåìåøèâàíèè. Ïðî-
áû îòáèðàëè ÷åðåç îïðåäåëåííûå ôèêñèðîâàííûå
ïðîìåæóòêè âðåìåíè, ñîðáåíò îòäåëÿëè îò ðàñ-
òâîðà íà ëàáîðàòîðíîé öåíòðèôóãå, ïîñëå ÷åãî
îïðåäåëÿëè îñòàòî÷íîå ñîäåðæàíèå èîíîâ ìåäè
(II) â ðàñòâîðå òèòðèìåòðè÷åñêèì ìåòîäîì [5].
Íà ðèñ.1 (êðèâàÿ 1) èçîáðàæåíà çàâèñè-
ìîñòü óìåíüøåíèÿ êîíöåíòðàöèè èîíîâ ìåäè
(II) îò âðåìåíè êîíòàêòà ñ íàíîïîðîøêîì àëìà-
çà.  òå÷åíèå ïåðâûõ 10 ìèí êîíöåíòðàöèÿ èî-
íîâ ìåäè óìåíüøàëàñü íà 40 %. Ðàâíîâåñèå äî-
ñòèãàëîñü ÷åðåç 25 ìèí.
Äëÿ ìàòåìàòè÷åñêîé îáðàáàòêè êèíåòè÷å-
ñêèõ êðèâûõ ñîðáöèè èñïîëüçîâàëè êèíåòè÷å-
ñêèå ìîäåëè ïñåâäî-ïåðâîãî (Ëàãåíãðåíà) (1) è
ïñåâäî-âòîðîãî (2) ïîðÿäêîâ, êîòîðûå â ëèíåé-
íîé ôîðìå èìåþò âèä:
ln(qmax – qt) = lnqmax – k1 t; (1)
t/qt = 1/k2 qmax
2 + t/qmax, (2)
ãäå qmax — ìàêñèìàëüíàÿ âåëè÷èíà àäñîðáöèè
èîíîâ ìåòàëëà, ìã/ã; qt — êîëè÷åñòâî ðàñòâî-
ðà, àäñîðáèðóåìîãî â ìîìåíò âðåìåíè t, ìã/ã;
k1 — êîíñòàíòà Ëàãåðãðåíà ñêîðîñòè ðåàêöèè
ïñåâäî-ïåðâîãî ïîðÿäêà, ìèí–1; k2 — êîíñòàíòà
ñêîðîñòè ðåàêöèè ïñåâäî-âòîðîãî ïîðÿäêà,
ã/(ìã.ìèí); t — âðåìÿ àäñîðáöèè, ìèí.
Êîíñòàíòû ñêîðîñòè ïñåâäî-ïåðâîãî ïîðÿä-
êà, êîòîðûå õàðàêòåðèçóþò ýíåðãèþ âçàèìîäåé-
ñòâèÿ èëè ðîäñòâî èîíîâ ìåòàëëà ê ñîðáåíòó,
áûëè ïîëó÷åíû èç ëèíåéíîé ãðàôè÷åñêîé çàâè-
ñèìîñòè, ïîñòðîåííîé â êîîðäèíàòàõ ln(qmax –
qt) – t (ðèñ.2, à). Äëÿ ïîëó÷åíèÿ êîýôôèöèåí-
òîâ êèíåòè÷åñêîé ìîäåëè ïñåâäî-âòîðîãî ïîðÿä-
êà áûëè ïîñòðîåíû ãðàôè÷åñêèå çàâèñèìîñòè â
êîîðäèíàòàõ t/qt – t (ðèñ.2, á).
Íàíîïîðîøîê àëìàçà äîðîãîé, ïîýòîìó öå-
ëåñîîáðàçíî ïðîâîäèòü åãî ðåãåíåðàöèþ. Äëÿ
ðåãåíåðàöèè èñïîëüçîâàëè ðàñòâîð HCl êîíöåí-
òðàöèåé 1 ìîëü/ë, ïîñëå ÷åãî íàíîìàòåðèàë
òùàòåëüíûì îáðàçîì îòìûâàëè, èññëåäîâàíèÿ
ïî ñîðáöèè ïîâòîðÿëè. Êèíåòè÷åñêèå êðèâûå
ñîðáöèè ìåäè (II) íà íàíîïîðîøêå àëìàçà ïî-
ñëå êàæäîãî öèêëà ñîðáöèè-ðåãåíåðàöèè ïðèâå-
äåíû íà ðèñ.1 (êðèâûå 2–4). Êàê ïîêàçàëè èñ-
ñëåäîâàíèÿ, ñ êàæäûì ïîñëåäóþùèì öèêëîì
ñîðáöèè-ðåãåíåðàöèè ðàâíîâåñíàÿ êîíöåíòðàöèÿ
äîñòèãàåòñÿ íà 10 ìèí ïîçæå, òî åñòü ïîñëå ïåð-
âîãî öèêëà — ÷åðåç 35 ìèí, ïîñëå âòîðîãî —
÷åðåç 45 ìèí è ò.ä.
Ïî ìåòîäèêå, îïèñàííîé âûøå, áûëè ðàñ-
ñ÷èòàíû ïàðàìåòðû êèíåòè÷åñêèõ ìîäåëåé êðè-
âûõ ñîðáöèè, êîòîðûå ïðèâåäåíû â òàáëèöå.
Âèäíî, ÷òî ïîäàâëÿþùåå áîëüøèíñòâî çíà÷åíèé
êîýôôèöèåíòà êîððåëÿöèè R2 äëÿ ìîäåëè
ïñåâäî-ïåðâîãî ïîðÿäêà íàõîäÿòñÿ â ïðåäåëàõ
0,83–0,93, à äëÿ ìîäåëè ïñåâäî-âòîðîãî ïîðÿä-
êà çíà÷åíèÿ âåëè÷èíû R2 � 0,98. Òî åñòü ìî-
äåëü ïñåâäî-âòîðîãî ïîðÿäêà àäåêâàòíåå îïèñû-
âàåò êèíåòèêó ñîðáöèè ðàñòâîðà ñîëè CuSO4
íàíîïîðîøêîì àëìàçà ìàðêè ÀÑÓÄ 99.
Âî âñåõ ïðåäûäóùèõ èññëåäîâàíèÿõ ñîðá-
öèîííîé ñïîñîáíîñòè íàíîïîðîøêà àëìàçà
ÀÑÓÄ 99 âñå ðàñòâîðû ãîòîâèëèñü ñ èñïîëüçî-
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 6 51
Ðèñ.1. Çàâèñèìîñòü èçìåíåíèÿ êîíöåíòðàöèè èîíîâ ìåäè
(II) îò âðåìåíè êîíòàêòà ñ íàíîïîðîøêîì àëìàçà: 1 — êèíå-
òè÷åñêàÿ êðèâàÿ ñîðáöèè íà ïåðâè÷íîì àäñîðáåíòå; 2–4 —
òî æå íà àäñîðáåíòå ïîñëå îäíîãî, äâóõ è òðåõ öèêëîâ ñîðá-
öèè-ðåãåíåðàöèè ñîîòâåòñòâåííî.
Ðèñ.2. Êèíåòè÷åñêèå ìîäåëè ïñåâäî-ïåðâîãî (à) è ïñåâäî-
âòîðîãî (á) ïîðÿäêîâ â ëèíåéíîé ôîðìå äëÿ àäñîðáöèè èî-
íîâ ìåäè (II) íàíîïîðîøêîì àëìàçà.
âàíèåì äèñòèëëèðîâàííîé âîäû, íî â ïðîìûø-
ëåííîñòè ïîëüçóþòñÿ òåõíè÷åñêîé âîäîé, ñîäåð-
æàùåé ñîëè æåñòêîñòè, êîòîðûå ìîãóò âëèÿòü
íà ñîðáöèîííóþ ñïîñîáíîñòü. Ïîýòîìó áûëà èñ-
ñëåäîâàíà ñîðáöèîííàÿ ñïîñîáíîñòü ÀÑÓÄ 99
ïðè íàëè÷èè èîíîâ Ñà2+.
Äëÿ ýòîãî áûëè ïðèãîòîâëåíû äâà ìîäåëü-
íûõ ðàñòâîðà îáúåìîì 100 ñì3 ñ êîíöåíòðàöèåé
ïî ìåäè è êàëüöèþ (ÑÑu2+/ÑÑà2+) 200/200 è
200/1000 è ñ ñîäåðæàíèåì àäñîðáåíòà 0,5 ã.
Îïûò ïðîâîäèëè ïðè ïîñòîÿííîì ïåðåìåøèâà-
íèè. ×åðåç 1 ÷ îïðåäåëÿëè îñòàòî÷íóþ êîíöåí-
òðàöèþ è îïòè÷åñêóþ ïëîòíîñòü ðàñòâîðà, êîòî-
ðûå ñîñòàâëÿþò 0,92 ìã/äì3 è 39,816 ìã/ã ñî-
îòâåòñòâåííî äëÿ ïåðâîãî ðàñòâîðà è 0,73 è
39,854 äëÿ âòîðîãî.
Èç ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ, ìîæíî ñäåëàòü
âûâîä, ÷òî íàëè÷èå èîíîâ Ñà2+ ïîëîæèòåëüíî
âëèÿåò íà ñîðáöèþ èîíîâ Cu2+ è ïðè áîëüøåì
ñîäåðæàíèè Ñà2+ àäñîðáöèÿ èîíîâ Cu2+ ïðîèñ-
õîäèò ëó÷øå.
Òàêæå áûëà ïîëó÷åíà èçîòåðìà ñîðáöèè èî-
íîâ ìåäè (II) íàíîïîðîøêîì àëìàçà. Èîíû ìå-
äè ñîðáèðîâàëè íàíîïîðîøêîì àëìàçà ìàðêè
ÀÑÓÄ 99 (íàâåñêè àäñîðáåíòà 0,5 ã) èç ìîäåëü-
íûõ ðàñòâîðîâ CuSO4 â äèñòèëëèðîâàííîé âîäå
(îáúåì 100 ñì3) â äèàïàçîíå êîíöåíòðàöèé èî-
íîâ ìåäè 10–600 ìã/äì3 ïðè ïîñòîÿííîì ïåðå-
ìåøèâàíèè. Ðàâíîâåñíûå êîíöåíòðàöèè îïðåäå-
ëÿëè ôîòîìåòðè÷åñêèì ìåòîäîì [4].
Âåëè÷èíû ðàâíîâåñíûõ êîíöåíòðàöèé áûëè
èñïîëüçîâàíû äëÿ ðàñ÷åòà èçîòåðì àäñîðáöèè
Ëåíãìþðà è Ôðåéíäëèõà, êîòîðûå â ëèíåéíîé
ôîðìå âûðàæàþòñÿ ñîîòâåòñòâåííî óðàâíåíèÿìè:
1/a = (1/KL am) (1/Cp) + 1/am; (3)
log a = log KF + log Cp/n, (4)
ãäå à — âåëè÷èíà àäñîðáöèè, ìã/ã; KL —
êîíñòàíòà óðàâíåíèÿ Ëåíãìþðà; am — ïðåäåëü-
íàÿ âåëè÷èíà àäñîðáöèè â ìîíîñëîå, ìã/ã; Ñð —
ðàâíîâåñíàÿ êîíöåíòðàöèÿ ìåòàëëà, ìã/äì3; KF
— êîíñòàíòà óðàâíåíèÿ Ôðåéíäëèõà; n — êîí-
ñòàíòà èíòåíñèâíîñòè ñîðáöèè, ñâÿçàííàÿ ñ íåîä-
íîðîäíîñòüþ ýíåðãèè ñèñòåìû è ðàçìåðîì ñîðáè-
ðîâàííûõ ÷àñòèö.
Ðàññ÷èòàííûå ïàðàìåòðû èçîòåðì Ëåíãìþ-
ðà è Ôðåéíäëèõà ñîðáöèè èîíîâ Cu2+ íàíîïî-
ðîøêîì àëìàçà (àäñîðáåíò ÀÑÓÄ 99) ïðèâåäå-
íû íèæå:
àm(ýêñï), ìã/ã – 82,4
Ïî Ëåíãìþðó:
KL – 0,5148
am, ìã/ã – 81,97
R2 – 0,9813
Ïî Ôðåéíäëèõó:
1/n – 0,4287
KF – 613,62
R2 – 0,8586
Ýêñïåðèìåíòàëüíî ïîëó÷åííàÿ èçîòåðìà è
ïîñòðîåííûå ìîäåëè ïðèâåäåíû íà ðèñ.3.
Íà íàíî÷àñòèöàõ àëìàçà èîíû Cu2+, î÷å-
âèäíî, ñîðáóþòñÿ ïðåèìóùåñòâåííî â ìîíîñëîå,
ïîñêîëüêó ñàìûå âûñîêèå çíà÷åíèÿ êîýôôèöè-
åíòà äåòåðìèíàöèè íàáëþäàþòñÿ â ñëó÷àå ïðè-
ìåíåíèÿ ìîäåëè Ëåíãìþðà.  ýòîì ñëó÷àå ýêñ-
ïåðèìåíòàëüíî ïîëó÷åííîå çíà÷åíèå âåëè÷èíû
ïðåäåëüíîé ñîðáöèè ïðàêòè÷åñêè ñîâïàäàåò ñ
ðàñ÷åòíûì çíà÷åíèåì.
Íàíîïîðîøîê àëìàçà äåòîíàöèîííîãî ñèí-
òåçà ÿâëÿåòñÿ ìåëêîäèñïåðñíûì ñîðáåíòîì (ðàç-
ìåð ÷àñòèö íå ïðåâûøàåò 8 íì), è âî âðåìÿ
ôèëüòðàöèè ðàñòâîðà ÷åðåç ñëîé òàêîãî ìàòå-
ðèàëà îí äîñòàòî÷íî ëåãêî ìîæåò âûìûâàòüñÿ
âìåñòå ñ ðàñòâîðîì. Ïîýòîìó äëÿ èññëåäîâàíèÿ
ñîðáöèè ìåäè â äèíàìè÷åñêèõ óñëîâèÿõ áûë èç-
ãîòîâëåí ëèñòîâîé ìàòåðèàë ìàññîé 300 ã/ì2, â
êîìïîçèöèþ êîòîðîãî âõîäèëè öåëëþëîçíûå è
ñèíòåòè÷åñêèå âîëîêíà. Ñîäåðæàíèå íàíîïî-
ðîøêà àëìàçà — 2 % îò ìàññû àáñîëþòíî ñóõî-
ãî âîëîêíà. Èç ëèñòîâîãî êîìïîçèòà èçãîòîâëÿ-
ëè ôèëüòðîâàëüíûå ñëîè äèàìåòðîì 0,092 ì,
52 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 6
Êèíåòè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ñîðáöèè èîíîâ
ìåäè (II) íàíîïîðîøêîì àëìàçà
Àäñîð-
áåíò
ÀÑÓÄ
99
Êèíåòè÷åñêàÿ ìîäåëü
ïñåâäî-
ïåðâîãî ïîðÿäêà
Êèíåòè÷åñêàÿ ìîäåëü
ïñåâäî-âòîðîãî ïîðÿäêà
k1,
ìèí–1
qmax,
ìã/ã R2 k2, ã/
(ìã.ìèí)
qmax,
ìã/ã
h, ìã/
(ã.ìèí) R2
Ïåðâè÷-
íûé 0,0835 20,39 0,9310 0,0704 16,92 20,16 0,9985
Ðåãåíåðèðîâàííûé:
1 ðàç 0,0514 19,44 0,8430 0,0625 16,92 17,89 0,9990
2 ðàçà 0,0329 20,72 0,8394 0,0326 17,04 9,45 0,9974
3 ðàçà 0,0280 20,56 0,8309 0,0176 19,42 6,64 0,9821
Ðèñ.3. Èçîòåðìû ñîðáöèè èîíîâ ìåäè (II) íàíîïîðîøêîì
àëìàçà: 1 — íàíîïîðîøîê; 2 — èçîòåðìà Ëåãìþðà; 3 —
èçîòåðìà Ôðåéíäëèõà.
êîòîðûå ïîìåùàëè â êîëîíêó. Âûñîòà ôèëüòðî-
âàëüíîãî ñëîÿ 3 ìì, íà÷àëüíàÿ êîíöåíòðàöèÿ
èîíîâ ìåäè 24 ìã/äì3, ñêîðîñòü ôèëüòðîâàíèÿ
ñîñòàâëÿëà 4,5.10–6 ì/ñ.
Íà îñíîâå ïîëó÷åííûõ äàííûõ ïîñòðîåíû
êðèâûå àäñîðáöèè èîíîâ Cu2+ èç ðàñòâîðà ñîëè
CuSO4 â äèíàìè÷åñêèõ óñëîâèÿõ (ðèñ.4). Â
ñëó÷àå èñïîëüçîâàíèÿ òàêîãî ôèëüòðîâàëüíîãî
ìàòåðèàëà ïîëíîãî èçâëå÷åíèÿ èîíîâ Cu2+ íà
âûõîäå èç êîëîíêè íå íàáëþäàëîñü.
Ìîäåëü Òîìàñà â ëèíåéíîé ôîðìå ïðèíàäëå-
æèò ê íàèáîëåå îáùèì è ÷àùå âñåãî èñïîëü-
çóåìûì ìåòîäàì òåîðåòè÷åñêîé îöåíêè ðàáîòû êî-
ëîíêè:
ln(C/C0 – 1) = kTh Q0 M/v – kTh C0 t, (5)
ãäå kÒh — êîíñòàíòà ìîäåëè Òîìàñà, äì3/(ìã.÷);
Q0 — ìàêñèìàëüíàÿ êîíöåíòðàöèÿ ðàñòâîðåííî-
ãî âåùåñòâà â òâåðäîé ôàçå, ìã/ã; Ì — ìàññà
ñîðáåíòà, ã; v — îáúåìíàÿ ñêîðîñòü ïðîïóñêàíèÿ
ðàñòâîðà ÷åðåç êîëîíêó, äì3/÷; t — âðåìÿ, ÷.
Îíà ñâÿçûâàåò êîíöåíòðàöèþ íà âûõîäå èç
êîëîíêè ñî ñêîðîñòüþ ïðîïóñêàíèÿ ðàñòâîðà. È
õîòÿ â ëèíåéíóþ çàâèñèìîñòü îáúåìíàÿ ñêî-
ðîñòü íåïîñðåäñòâåííî íå âõîäèò, îíà âõîäèò
êîñâåííûì îáðàçîì âî âðåìÿ ñîðáöèè, êîòîðîå
ðàâíÿåòñÿ ïðîïóùåííîìó îáúåìó ðàñòâîðà, ðàç-
äåëåííîìó íà îáúåìíóþ ñêîðîñòü. Ìîäåëü ïðè-
ìåíÿåòñÿ äëÿ äèàïàçîíà èñõîäíûõ êîíöåíòðà-
öèé Ñ0 = 0,08–0,93 è äîñòàòî÷íî êîððåêòíî îïè-
ñûâàåò ïðîöåññ ñîðáöèè, äëÿ êîòîðîé ñïðàâåäëè-
âà èçîòåðìà Ëåíãìþðà è êèíåòèêà êîòîðîé îòâå-
÷àåò óðàâíåíèþ âòîðîãî ïîðÿäêà. Ìîäåëü òàêæå
ïðåäóñìàòðèâàåò, ÷òî ïðîöåññ ñîðáöèè êîíòðîëè-
ðóåòñÿ ìàññîîáìåííûìè ïðîöåññàìè ìåæäó òâåð-
äîé è æèäêîé ôàçàìè.
Ïàðàìåòðû ìîäåëè Òîìàñà è ýêñïåðèìåí-
òàëüíî ïîëó÷åííûå çíà÷åíèÿ óäåëüíîé ñîðá-
öèè è ñòåïåíè óäàëåíèÿ (D) ðàñòâîðà CuSO4
íàíîïîðîøêîì (àäñîðáåíò ÀÑÓÄ 99) ïðåä-
ñòàâëåíû íèæå:
Ñ0, ìã/äì3 – 24
v, äì3/÷ – 0,7097
kTh, äì3/(ìã.÷) – 0,02957
Q0, ìã/ã – 53,29
Qýêñï, ìã/ã – 51,2
D, % – 77,7
Ýêñïåðèìåíòàëüíî ïîëó÷åííûå çíà÷åíèÿ
óäåëüíîé ñîðáöèè áëèçêè ê ðàññ÷èòàííûì ñî-
ãëàñíî ìîäåëè, à êðèâûå ïðîñêîêà, ðàññ÷èòàí-
íûå íà îñíîâå ìîäåëè Òîìàñà è íàíåñåííûå â
âèäå ïóíêòèðíîé ëèíèè íà ðèñ.4, ïðàêòè÷åñêè
ñîâïàäàþò ñ ýêñïåðèìåíòàëüíî ïîëó÷åííûìè.
Òàêèì îáðàçîì, èñõîäíóþ êðèâóþ ñîðáöèè èî-
íîâ Cu2+ èç ðàñòâîðà ñîëè CuSO4 íàíîïîðîø-
êîì ïðè çàäàííîé îáúåìíîé ñêîðîñòè ôèëüòðî-
âàíèÿ äîñòàòî÷íî óäîâëåòâîðèòåëüíî îïèñûâàåò
ìîäåëü Òîìàñà.
Âûâîäû
Íàíîïîðîøîê àëìàçà ìàðêè ÀÑÓÄ 99 áû-
ñòðî è ýôôåêòèâíî óäàëÿåò èîíû ìåäè èç âîä-
íûõ ðàñòâîðîâ â ñòàòè÷åñêèõ óñëîâèÿõ. Ñîðá-
öèÿ èîíîâ ìåäè óäîâëåòâîðèòåëüíî îïèñûâàåòñÿ
óðàâíåíèåì Ëåíãìþðà â ñòàòè÷åñêèõ óñëîâèÿõ
è óðàâíåíèåì Òîìàñà â äèíàìè÷åñêèõ óñëîâèÿõ.
Ïîâûñèòü ýôôåêòèâíîñòü ñîðáöèè èîíîâ ìåäè â
äèíàìè÷åñêèõ óñëîâèÿõ ìîæíî óâåëè÷åíèåì ñî-
äåðæàíèÿ íàíîïîðîøêà àëìàçà â ôèëüòðîâàëü-
íîì ìàòåðèàëå è ïðè óñëîâèè, ÷òî âðåìÿ êîí-
òàêòà ñ ôèëüòðîâàëüíûì ìàòåðèàëîì áóäåò íå
ìåíåå 25 ìèí.
Ñïèñîê ëèòåðàòóðû
1. Êóï÷èê Ë.À., ͳêîëàé÷óê À.À., Áîðîâ³öüêèé Í.Þ.
Îñîáëèâîñò³ ñîðáö³¿ éîí³â âàæêèõ ìåòàë³â ³ç
ñîëüîâèõ ðîç÷èí³â ë³ãíîöåëþëîçíèìè ñîðáåíòàìè
// ³ñí. ÍÒÓÓ «Êϲ». — 2010. — ¹ 2. — Ñ.
60–63.
2. Âåãåðà À.È., Åëûøèí À.È., Âîëêîâ Â.Ê., Æàðêî-
âà Î.Í. Ñðàâíèòåëüíûé àíàëèç îòå÷åñòâåííûõ è
çàðóáåæíûõ ôèëüòðîìàòåðèàëîâ // Âåñòè ÏÃÓ.
Ïðèêëàä. íàóêè. — 2000. — Ñ. 69–74.
3. Åðåìèí Â.Â. Óãëåðîäíûå íàíîìàòåðèàëû // Õè-
ìèÿ. — 2009. — ¹ 20. — Ñ. 32–41.
4. Íîâèêîâ Í.Â., Äàíèëåíêî Â.Â., Áîãàòûðåâà Ã.Ï.,
Ïàäàëêî Â.È. Íàíîàëìàçû : Ñèíòåçû, ñâîéñòâà,
ïðèìåíåíèå // Ìåæäóíàð. àêàä. ÊÎÍÒÅÍÀÍÒ.
— 2010. — Ñ. 4–22.
5. Ëóðüå Þ.Þ. Àíàëèòè÷åñêàÿ õèìèÿ ïðîìûøëåí-
íûõ ñòî÷íûõ âîä. — Ì. : Õèìèÿ, 1984. — 448 ñ.
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 06.06.11
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 6 53
Ðèñ.4. Äèíàìèêà ñîðáöèè èîíîâ Cu2+ èç ðàñòâîðà CuSO4
ôèëüòðîâàëüíûì ìàòåðèàëîì ñ íàíîïîðîøêîì: 1 — ýêñïå-
ðèìåíòàëüíàÿ; 2 — ðàññ÷èòàííàÿ ïî ìîäåëè Òîìàñà.
Ôåíîë ÿâëÿåòñÿ îäíèì èç øèðîêî èñïîëü-
çóåìûõ êîìïîíåíòîâ äëÿ ïðîèçâîäñòâà ýïîêñèä-
íûõ ñìîë, êëåÿùèõ âåùåñòâ è ïëàñòèêîâ, ïîýòî-
ìó îí íåèçáåæíî ïîïàäàåò â ñòî÷íûå âîäû
áîëüøîãî ÷èñëà ïðåäïðèÿòèé. Ôåíîëû ïðîÿâëÿ-
þò òîêñè÷åñêèå ñâîéñòâà äàæå ïðè íèçêèõ êîí-
öåíòðàöèÿõ, ïîýòîìó ïåðåä ñáðîñîì ïðîìûø-
ëåííûõ ñòîêîâ â ïîâåðõíîñòíûå âîäîåìû èõ íå-
îáõîäèìî óäàëÿòü.
Ïðè îòíîñèòåëüíî íåâûñîêèõ êîíöåíòðàöè-
ÿõ ôåíîëà ýêîíîìè÷åñêè îáîñíîâàííûìè ìåòî-
äàìè óäàëåíèÿ åãî èç âîäû ÿâëÿþòñÿ õèìè÷å-
54 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 6
The Obtaining of Filtering Material with Nanomaterials Use
for Drains Purification of Heavy Metals
Antonenko L.P., Chuchulina N.V., Bogatyreva G.P.,
Marinich M.A., Ilnitskaja G.D., Demyshok T.I.
National Technical University of Ukraine «KPI», Kiev
The process of heavy metal ions sorption by the example of copper (II) with diamond
nanopowder of detonation synthesis is investigated. The filtering material with the pow-
der application is manufactured. The possibility of the material application for water pu-
rification from heavy metals ions is considered
Key words: adsorption, heavy metals, diamond nanopowder, filter material
Received June 6, 2011
ÓÄÊ 628.349.094.3:547.562.1
Êèíåòèêà è òåðìîäèíàìèêà ïðîöåññà
óäàëåíèÿ ôåíîëà íà óãëå Filtrasorb 300
Õîõîòâà À.Ï., Ïàíàñþê Í.Â.
Íàöèîíàëüíûé òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò Óêðàèíû «ÊÏÈ», Êèåâ
Èññëåäîâàíû êèíåòè÷åñêèå è òåðìîäèíàìè÷åñêèå ïàðàìåòðû ïðîöåññà óäàëåíèÿ ôåíî-
ëà èç âîäíûõ ðàñòâîðîâ àêòèâèðîâàííûì óãëåì F³ltrasorb 300 è óãëåì ýòîé æå ìàðêè,
íà ïîâåðõíîñòè êîòîðîãî îñàæäåíà ïëåíêà MnÎ2. Êèíåòèêà ñîðáöèè ôåíîëà íà ìîäè-
ôèöèðîâàííîì è íåìîäèôèöèðîâàííîì óãëå îïèñûâàåòñÿ óðàâíåíèåì ïñåâäî-âòîðîãî
ïîðÿäêà. Ñîðáöèÿ ôåíîëà íà îáîèõ îáðàçöàõ óãëÿ ÿâëÿåòñÿ ýíäîòåðìè÷åñêèì ïðîöåñ-
ñîì, ïðè÷åì ñ ïîâûøåíèåì òåìïåðàòóðû ñêîðîñòü ñîðáöèè íà ìîäèôèöèðîâàííîì óãëå
âîçðàñòàåò çíà÷èòåëüíî áûñòðåå, ÷åì íà íåìîäèôèöèðîâàííîì. Ýíåðãèÿ àêòèâàöèè
ñîðáöèè íà ìîäèôèöèðîâàííîì óãëå âòðîå âûøå, ÷åì íà íåìîäèôèöèðîâàííîì, à åå
çíà÷åíèå ïðèáëèæàåòñÿ ê ãðàíèöå, êîòîðàÿ ðàçäåëÿåò ôèçè÷åñêóþ ñîðáöèþ è õåìî-
ñîðáöèþ.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: ñòî÷íûå âîäû, ôåíîëû, àêòèâèðîâàííûé óãîëü, MnÎ2, ãåòåðîôàçíîå
îêèñëåíèå.
Äîñë³äæåíî ê³íåòè÷í³ òà òåðìîäèíàì³÷í³ ïàðàìåòðè ïðîöåñó âèäàëåííÿ ôåíîëó ç âîä-
íèõ ðîç÷èí³â àêòèâîâàíèì âóã³ëëÿì Filtrasorb 300 òà öèì æå âóã³ëëÿì, íà ïîâåðõí³
ÿêîãî îñàäæåíà ïë³âêà MnÎ2. ʳíåòèêà ñîðáö³¿ ôåíîëó íà ìîäèô³êîâàíîìó ³
íåìîäèô³êîâàíîìó âóã³ëë³ îïèñóºòüñÿ ð³âíÿííÿì ïñåâäî-äðóãîãî ïîðÿäêó. Ñîðáö³ÿ ôå-
íîëó íà îáîõ çðàçêàõ âóã³ëëÿ º åíäîòåðì³÷íèì ïðîöåñîì, ïðè÷îìó ç ï³äâèùåííÿì òåì-
ïåðàòóðè øâèäê³ñòü ñîðáö³¿ íà ìîäèô³êîâàíîìó âóã³ëë³ çðîñòຠçíà÷íî øâèäøå, í³æ
íà íåìîäèô³êîâàíîìó. Åíåðã³ÿ àêòèâàö³¿ ñîðáö³¿ íà ìîäèô³êîâàíîìó âóã³ëë³ âòðè÷³ âè-
ùà, í³æ íà íåìîäèô³êîâàíîìó ³ çà ñâî¿ì çíà÷åííÿì íàáëèæàºòüñÿ äî ìåæ³, ÿêà
ðîçä³ëÿº ô³çè÷íó ñîðáö³þ â³ä õåìîñîðáö³¿.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: ñò³÷í³ âîäè, ôåíîëè, àêòèâîâàíå âóã³ëëÿ, MnO2, ãåòåðîôàçíå îêèñíåííÿ.
� Õîõîòâà À.Ï., Ïàíàñþê Í.Â., 2011
|