Синтез и свойства лигноцеллюлозно-неорганических биосорбентов
Синтезированы новые комбинированные биосорбенты на основе лигноцеллюлозного комплекса, полученного из отхода пищевой промышленности — абрикосовых косточек — и ферроцианида меди. Исследованы физико-химические и структурно-сорбционные свойства полученных материалов. Установлено, что предварительная об...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Энерготехнологии и ресурсосбережение |
|---|---|
| Дата: | 2014 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут газу НАН України
2014
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127290 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Синтез и свойства лигноцеллюлозно-неорганических биосорбентов / В.В. Галыш, Н.Т. Картель, В.В. Милютин, О.Н. Бакалинская // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2014. — № 3. — С. 28-34. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-127290 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Галыш, В.В. Картель, Н.Т. Милютин, В.В. Бакалинская, О.Н. 2017-12-17T18:46:29Z 2017-12-17T18:46:29Z 2014 Синтез и свойства лигноцеллюлозно-неорганических биосорбентов / В.В. Галыш, Н.Т. Картель, В.В. Милютин, О.Н. Бакалинская // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2014. — № 3. — С. 28-34. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. 0235-3482 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127290 634.2:66.081:547.625:547.97 Синтезированы новые комбинированные биосорбенты на основе лигноцеллюлозного комплекса, полученного из отхода пищевой промышленности — абрикосовых косточек — и ферроцианида меди. Исследованы физико-химические и структурно-сорбционные свойства полученных материалов. Установлено, что предварительная обработка исходных абрикосовых косточек по кислотно-щелочной схеме приводит к увеличению удельной поверхности лигноцеллюлозного материала в 2 раза и общего объема пор в 6 раз. Показана зависимость между концентрацией ферроцианида меди в исходном растворе и сорбционными свойствами синтезированных образцов по отношению к ¹³⁷Cs. Установлено, что увеличение концентрации модификатора в исходном растворе приводит к повышению содержания ферроцианидной фазы в объеме носителя и к повышению сорбционной способности полученных материалов по отношению к радиоцезию. Максимальными значениями эффективности извлечения ¹³⁷Cs (94 %) и коэффициента распределения (7000 мл/г) характеризуются образцы сорбента с содержанием ферроцианидной фазы в объеме носителя 4,5 %. Исследованы закономерности извлечения иода, основных и кислотных красителей из водных растворов синтезированными сорбентами. Установлено, что поглощающая способность полученных комбинированных материалов по отношению к иоду и органическим красителям незначительно уменьшается по сравнению с исходной лигноцеллюлозной матрицей. Синтезовано нові комбіновані біосорбенти на основі лігноцелюлозного комплексу, одержаного з відходу харчової промисловості — абрикосових кісточок — та фероціаніду міді. Досліджено фізико-хімічні та структурно-сорбційні властивості одержаних матеріалів. Встановлено, що попередня обробка вихідних абрикосових кісточок за кислотно-лужною схемою приводить до збільшення питомої поверхні лігноцелюлозного матеріалу в 2 рази та загального об’єму пор у 6 разів. Показано залежність між концентрацією фероціаніду міді у вихідному розчині та сорбційними властивостями синтезованих зразків щодо ¹³⁷Cs. Встановлено, що збільшення концентрації модифікатора у вихідному розчині приводить до збільшення вмісту фероціанідної фази в об’ємі носія та до підвищення сорбційної здатності одержаних матеріалів щодо радіоцезію. Максимальними значеннями ефективності вилучення ¹³⁷Cs (94 %) та коефіцієнта розподілення (7000 мл/г) характеризуються зразки сорбента з вмістом фероціанідної фази в об’ємі носія 4,5 %. Досліджено закономірності вилучення йоду, основних та кислотних барвників з водних розчинів синтезованими сорбентами. Встановлено, що поглинаюча здатність одержаних комбінованими матеріалами щодо йоду та органічних барвників незначно зменшується у порівнянні з вихідною лігноцелюлозною матрицею. New combined biosorbents based on lignocellulose complex, obtained from the waste of food industry — apricot stones, and copper ferrocyanide were synthesized. The physical, chemical, structural and sorption properties of the obtained materials were investigated. It was found out that pretreatment of initial apricot stones by acid-alkali scheme leads to an increase in the specific surface area of the lignocellulose material in two times and the total pore volume up to six times. The dependence between the concentration of copper ferrocyanide in initial solution and sorption properties of the synthesized sampled with respect to ¹³⁷Cs was shown. It was found out that the increase of the modifier concentration in initial solution leads to the increase of the content of ferrocyanide phase in the volume of the carrier and to the increase of the sorption ability of obtained materials with respect to radiocesium. The sorbent samples with the content of ferrocyanide phase 4,5 % in the volume of carrier characterized by the maximum values of recovery rate (94 %) and distribution coefficient (7000 ml/g). The regularities of sorption of iodine, basic and acid dyes from the aqueous solution on the synthesized materials were investigated. It was found out that the sorption capacity of obtained biosorbents with respect to iodine and organic dyes slightly decreases in comparison with initial lignocellulose matrix. ru Інститут газу НАН України Энерготехнологии и ресурсосбережение Охрана окружающей среды Синтез и свойства лигноцеллюлозно-неорганических биосорбентов Синтез та властивості лігноцелюлозно-неорганічних біосорбентів Synthesis and Properties of Lignocellulose-Inorganic Biosorbents Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Синтез и свойства лигноцеллюлозно-неорганических биосорбентов |
| spellingShingle |
Синтез и свойства лигноцеллюлозно-неорганических биосорбентов Галыш, В.В. Картель, Н.Т. Милютин, В.В. Бакалинская, О.Н. Охрана окружающей среды |
| title_short |
Синтез и свойства лигноцеллюлозно-неорганических биосорбентов |
| title_full |
Синтез и свойства лигноцеллюлозно-неорганических биосорбентов |
| title_fullStr |
Синтез и свойства лигноцеллюлозно-неорганических биосорбентов |
| title_full_unstemmed |
Синтез и свойства лигноцеллюлозно-неорганических биосорбентов |
| title_sort |
синтез и свойства лигноцеллюлозно-неорганических биосорбентов |
| author |
Галыш, В.В. Картель, Н.Т. Милютин, В.В. Бакалинская, О.Н. |
| author_facet |
Галыш, В.В. Картель, Н.Т. Милютин, В.В. Бакалинская, О.Н. |
| topic |
Охрана окружающей среды |
| topic_facet |
Охрана окружающей среды |
| publishDate |
2014 |
| language |
Russian |
| container_title |
Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| publisher |
Інститут газу НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Синтез та властивості лігноцелюлозно-неорганічних біосорбентів Synthesis and Properties of Lignocellulose-Inorganic Biosorbents |
| description |
Синтезированы новые комбинированные биосорбенты на основе лигноцеллюлозного комплекса, полученного из отхода пищевой промышленности — абрикосовых косточек — и ферроцианида меди. Исследованы физико-химические и структурно-сорбционные свойства полученных материалов. Установлено, что предварительная обработка исходных абрикосовых косточек по кислотно-щелочной схеме приводит к увеличению удельной поверхности лигноцеллюлозного материала в 2 раза и общего объема пор в 6 раз. Показана зависимость между концентрацией ферроцианида меди в исходном растворе и сорбционными свойствами синтезированных образцов по отношению к ¹³⁷Cs. Установлено, что увеличение концентрации модификатора в исходном растворе приводит к повышению содержания ферроцианидной фазы в объеме носителя и к повышению сорбционной способности полученных материалов по отношению к радиоцезию. Максимальными значениями эффективности извлечения ¹³⁷Cs (94 %) и коэффициента распределения (7000 мл/г) характеризуются образцы сорбента с содержанием ферроцианидной фазы в объеме носителя 4,5 %. Исследованы закономерности извлечения иода, основных и кислотных красителей из водных растворов синтезированными сорбентами. Установлено, что поглощающая способность полученных комбинированных материалов по отношению к иоду и органическим красителям незначительно уменьшается по сравнению с исходной лигноцеллюлозной матрицей.
Синтезовано нові комбіновані біосорбенти на основі лігноцелюлозного комплексу, одержаного з відходу харчової промисловості — абрикосових кісточок — та фероціаніду міді. Досліджено фізико-хімічні та структурно-сорбційні властивості одержаних матеріалів. Встановлено, що попередня обробка вихідних абрикосових кісточок за кислотно-лужною схемою приводить до збільшення питомої поверхні лігноцелюлозного матеріалу в 2 рази та загального об’єму пор у 6 разів. Показано залежність між концентрацією фероціаніду міді у вихідному розчині та сорбційними властивостями синтезованих зразків щодо ¹³⁷Cs. Встановлено, що збільшення концентрації модифікатора у вихідному розчині приводить до збільшення вмісту фероціанідної фази в об’ємі носія та до підвищення сорбційної здатності одержаних матеріалів щодо радіоцезію. Максимальними значеннями ефективності вилучення ¹³⁷Cs (94 %) та коефіцієнта розподілення (7000 мл/г) характеризуються зразки сорбента з вмістом фероціанідної фази в об’ємі носія 4,5 %. Досліджено закономірності вилучення йоду, основних та кислотних барвників з водних розчинів синтезованими сорбентами. Встановлено, що поглинаюча здатність одержаних комбінованими матеріалами щодо йоду та органічних барвників незначно зменшується у порівнянні з вихідною лігноцелюлозною матрицею.
New combined biosorbents based on lignocellulose complex, obtained from the waste of food industry — apricot stones, and copper ferrocyanide were synthesized. The physical, chemical, structural and sorption properties of the obtained materials were investigated. It was found out that pretreatment of initial apricot stones by acid-alkali scheme leads to an increase in the specific surface area of the lignocellulose material in two times and the total pore volume up to six times. The dependence between the concentration of copper ferrocyanide in initial solution and sorption properties of the synthesized sampled with respect to ¹³⁷Cs was shown. It was found out that the increase of the modifier concentration in initial solution leads to the increase of the content of ferrocyanide phase in the volume of the carrier and to the increase of the sorption ability of obtained materials with respect to radiocesium. The sorbent samples with the content of ferrocyanide phase 4,5 % in the volume of carrier characterized by the maximum values of recovery rate (94 %) and distribution coefficient (7000 ml/g). The regularities of sorption of iodine, basic and acid dyes from the aqueous solution on the synthesized materials were investigated. It was found out that the sorption capacity of obtained biosorbents with respect to iodine and organic dyes slightly decreases in comparison with initial lignocellulose matrix.
|
| issn |
0235-3482 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127290 |
| citation_txt |
Синтез и свойства лигноцеллюлозно-неорганических биосорбентов / В.В. Галыш, Н.Т. Картель, В.В. Милютин, О.Н. Бакалинская // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2014. — № 3. — С. 28-34. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT galyšvv sintezisvoistvalignocellûloznoneorganičeskihbiosorbentov AT kartelʹnt sintezisvoistvalignocellûloznoneorganičeskihbiosorbentov AT milûtinvv sintezisvoistvalignocellûloznoneorganičeskihbiosorbentov AT bakalinskaâon sintezisvoistvalignocellûloznoneorganičeskihbiosorbentov AT galyšvv sinteztavlastivostílígnocelûloznoneorganíčnihbíosorbentív AT kartelʹnt sinteztavlastivostílígnocelûloznoneorganíčnihbíosorbentív AT milûtinvv sinteztavlastivostílígnocelûloznoneorganíčnihbíosorbentív AT bakalinskaâon sinteztavlastivostílígnocelûloznoneorganíčnihbíosorbentív AT galyšvv synthesisandpropertiesoflignocelluloseinorganicbiosorbents AT kartelʹnt synthesisandpropertiesoflignocelluloseinorganicbiosorbents AT milûtinvv synthesisandpropertiesoflignocelluloseinorganicbiosorbents AT bakalinskaâon synthesisandpropertiesoflignocelluloseinorganicbiosorbents |
| first_indexed |
2025-11-25T23:53:01Z |
| last_indexed |
2025-11-25T23:53:01Z |
| _version_ |
1850583798870179840 |
| fulltext |
 ïîñëåäíèå ãîäû çíà÷èòåëüíî âîçðîñ èíòå-
ðåñ ê ïîëó÷åíèþ òàê íàçûâàåìûõ áèîñîðáåíòîâ
— ïîãëîùàþùèõ ìàòåðèàëîâ èç ðàñòèòåëüíîãî
ñûðüÿ.  êà÷åñòâå äîñòóïíûõ è äåøåâûõ èñòî÷-
íèêîâ òàêèõ ìàòåðèàëîâ èñïîëüçóþò ïðîäóêòû
ðàñòèòåëüíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ: äðåâåñíóþ ùåïó
[1], êîðó [2], ëèãíèí [3], öåëëþëîçó [4], îòõî-
äû ñåëüñêîãî õîçÿéñòâà [5] è äåðåâîïåðåðàáàòû-
âàþùåé ïðîìûøëåííîñòè [6]. Äëÿ ïîâûøåíèÿ
ïîãëîùàþùåé ñïîñîáíîñòè ñîðáåíòîâ ïðèìåíÿ-
28 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2014. ¹ 3
Îõðàíà îêðóæàþùåé ñðåäû
ÓÄÊ 634.2:66.081:547.625:547.97
Ãàëûø Â.Â.1, àñïèðàíò, Êàðòåëü Í.Ò.1, äîêò. õèì. íàóê, àêàä. ÍÀÍÓ,
Ìèëþòèí Â.Â.2, äîêò. õèì. íàóê, Áàêàëèíñêàÿ Î.Í.1, êàíä. õèì. íàóê
1 Èíñòèòóò õèìèè ïîâåðõíîñòè ÍÀÍ Óêðàèíû, Êèåâ
óë. Ãåíåðàëà Íàóìîâà, 17, 03164 Êèåâ, Óêðàèíà, å-mail: v.galysh@gmail.com
2 Èíñòèòóò ôèçè÷åñêîé õèìèè è ýëåêòðîõèìèè ÐÀÍ, Ìîñêâà, ÐÔ
Ëåíèíñêèé ïð., 31, 119071 Ìîñêâà, Ðîññèÿ
Ñèíòåç è ñâîéñòâà
ëèãíîöåëëþëîçíî-íåîðãàíè÷åñêèõ áèîñîðáåíòîâ
Ñèíòåçèðîâàíû íîâûå êîìáèíèðîâàííûå áèîñîðáåíòû íà îñíîâå ëèãíîöåëëþëîçíîãî
êîìïëåêñà, ïîëó÷åííîãî èç îòõîäà ïèùåâîé ïðîìûøëåííîñòè — àáðèêîñîâûõ êîñòî-
÷åê — è ôåððîöèàíèäà ìåäè. Èññëåäîâàíû ôèçèêî-õèìè÷åñêèå è ñòðóêòóðíî-ñîðáöè-
îííûå ñâîéñòâà ïîëó÷åííûõ ìàòåðèàëîâ. Óñòàíîâëåíî, ÷òî ïðåäâàðèòåëüíàÿ îáðàáîòêà
èñõîäíûõ àáðèêîñîâûõ êîñòî÷åê ïî êèñëîòíî-ùåëî÷íîé ñõåìå ïðèâîäèò ê óâåëè÷åíèþ
óäåëüíîé ïîâåðõíîñòè ëèãíîöåëëþëîçíîãî ìàòåðèàëà â 2 ðàçà è îáùåãî îáúåìà ïîð â
6 ðàç. Ïîêàçàíà çàâèñèìîñòü ìåæäó êîíöåíòðàöèåé ôåððîöèàíèäà ìåäè â èñõîäíîì
ðàñòâîðå è ñîðáöèîííûìè ñâîéñòâàìè ñèíòåçèðîâàííûõ îáðàçöîâ ïî îòíîøåíèþ ê
137Cs. Óñòàíîâëåíî, ÷òî óâåëè÷åíèå êîíöåíòðàöèè ìîäèôèêàòîðà â èñõîäíîì ðàñòâîðå
ïðèâîäèò ê ïîâûøåíèþ ñîäåðæàíèÿ ôåððîöèàíèäíîé ôàçû â îáúåìå íîñèòåëÿ è ê ïî-
âûøåíèþ ñîðáöèîííîé ñïîñîáíîñòè ïîëó÷åííûõ ìàòåðèàëîâ ïî îòíîøåíèþ ê ðàäèîöå-
çèþ. Ìàêñèìàëüíûìè çíà÷åíèÿìè ýôôåêòèâíîñòè èçâëå÷åíèÿ 137Cs (94 %) è êîýôôè-
öèåíòà ðàñïðåäåëåíèÿ (7000 ìë/ã) õàðàêòåðèçóþòñÿ îáðàçöû ñîðáåíòà ñ ñîäåðæàíèåì
ôåððîöèàíèäíîé ôàçû â îáúåìå íîñèòåëÿ 4,5 %. Èññëåäîâàíû çàêîíîìåðíîñòè èçâëå-
÷åíèÿ èîäà, îñíîâíûõ è êèñëîòíûõ êðàñèòåëåé èç âîäíûõ ðàñòâîðîâ ñèíòåçèðîâàííû-
ìè ñîðáåíòàìè. Óñòàíîâëåíî, ÷òî ïîãëîùàþùàÿ ñïîñîáíîñòü ïîëó÷åííûõ êîìáèíèðî-
âàííûõ ìàòåðèàëîâ ïî îòíîøåíèþ ê èîäó è îðãàíè÷åñêèì êðàñèòåëÿì íåçíà÷èòåëüíî
óìåíüøàåòñÿ ïî ñðàâíåíèþ ñ èñõîäíîé ëèãíîöåëëþëîçíîé ìàòðèöåé. Áèáë. 13, ðèñ. 4,
òàáë. 2.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: áèîñîðáåíò, ëèãíîöåëëþëîçíàÿ ìàòðèöà, ôåððîöèàíèä ìåäè, ñîðá-
öèîííàÿ ñïîñîáíîñòü, èîä, îðãàíè÷åñêèå êðàñèòåëè.
� Ãàëûø Â.Â., Êàðòåëü Í.Ò., Ìèëþòèí Â.Â., Áàêàëèíñêàÿ Î.Í., 2014
þò ðàçíûå ñïîñîáû îáðàáîòêè èñõîäíîãî ñûðüÿ:
ìåõàíè÷åñêèå, ôèçè÷åñêèå, õèìè÷åñêèå, íî ÷à-
ùå âñåãî èõ ñî÷åòàíèå.
Ïåðñïåêòèâíûì ñ ýêîíîìè÷åñêîé òî÷êè çðå-
íèÿ ÿâëÿåòñÿ èñïîëüçîâàíèå â êà÷åñòâå ñîðáåí-
òîâ îòõîäîâ àãðîïðîìûøëåííîãî êîìïëåêñà, ÷òî
íå òîëüêî ïîìîæåò ðåøåíèþ ïðîáëåìû èõ óòè-
ëèçàöèè, íî è ïîçâîëèò ïîëó÷àòü ïîëåçíûå ïðî-
äóêòû â áîëüøèõ îáúåìàõ. Ìíîãîòîííàæíûå
îòõîäû ïèùåâîé ïðîìûøëåííîñòè òàêæå ìîãóò
èñïîëüçîâàòüñÿ êàê äåøåâûé âèä ñîðáåíòîâ
ìíîãîôóíêöèîíàëüíîãî íàçíà÷åíèÿ. Ïëîäîâûå
êîñòî÷êè îòíîñÿòñÿ ê åæåãîäíî âîçîáíîâëÿåìî-
ìó ñûðüþ, êîòîðîå ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé íàáîð
îðãàíè÷åñêèõ ïîëèìåðîâ ñ öåííûìè ñâîéñòâà-
ìè, â òîì ÷èñëå è ñîðáöèîííûìè.
Ñ öåëüþ ïîëó÷åíèÿ ñåëåêòèâíûõ ñîðáåíòîâ
óäîáíûì ÿâëÿåòñÿ ìîäèôèöèðîâàíèå ëèãíîöåë-
ëþëîçíûõ (ËÖ) ìàòðèö ñîåäèíåíèÿìè ãåòåðîïî-
ëèêèñëîò, êîòîðûå â èíäèâèäóàëüíîì ñîñòîÿíèè
õàðàêòåðèçóþòñÿ âûñîêîé ñîðáöèîííîé ñïîñîá-
íîñòüþ ïî îòíîøåíèþ ê ðàäèîíóêëèäàì è êàòèî-
íàì òÿæåëûõ ìåòàëëîâ.  êà÷åñòâå òàêèõ ñîåäè-
íåíèé ìîãóò ðàññìàòðèâàòüñÿ ôåððîöèàíèäû
d-ìåòàëëîâ ([ÔÖ]Ìå), êîòîðûå õàðàêòåðèçóþò-
ñÿ âûñîêîé ñîðáöèîííîé ñïîñîáíîñòüþ è ñåëåê-
òèâíîñòüþ ïî îòíîøåíèþ ê ðàäèîöåçèþ [7].
Öåëü ðàáîòû — èçó÷èòü âîçìîæíîñòü ìîäè-
ôèöèðîâàíèÿ ëèãíîöåëëþëîçíîãî ìàòåðèàëà
ôåððîöèàíèäàìè ìåäè äëÿ ïîëó÷åíèÿ êîìáèíè-
ðîâàííûõ áèîñîðáåíòîâ ìíîãîôóíêöèîíàëüíîãî
íàçíà÷åíèÿ ñ âûñîêîé ïîãëîùàþùåé ñïîñîáíî-
ñòüþ ïî îòíîøåíèþ ê ðàäèîöåçèþ è ïðîâåñòè
èññëåäîâàíèå ôèçèêî-õèìè÷åñêèõ è ñòðóêòóð-
íî-ñîðáöèîííûõ õàðàêòåðèñòèê ïîëó÷åííûõ ìà-
òåðèàëîâ.
Äëÿ ïîëó÷åíèÿ ëèãíîöåëëþëîçíî-íåîðãàíè-
÷åñêèõ ñîðáåíòîâ â êà÷åñòâå íîñèòåëÿ (ìàòðè-
öû) èñïîëüçîâàëè èçìåëü÷åííûå äî 0,120 ìì
êîñòî÷êè àáðèêîñà. Õèìè÷åñêèé ñîñòàâ èñõîä-
íîãî è ìîäèôèöèðîâàííûõ ìàòåðèàëîâ îïðåäå-
ëÿëè ïî ñòàíäàðòíûì ìåòîäèêàì [8].
Ãèäðîëèç èñõîäíîãî ñûðüÿ 3,0 íîðìàëüíûì
ðàñòâîðîì ñîëÿíîé êèñëîòû è ïîñëåäóþùåå àê-
òèâèðîâàíèå ìàòåðèàëà 0,3 íîðìàëüíûì ðàñòâî-
ðîì êàðáîíàòà íàòðèÿ ïðîâîäèëè 60 ìèí ïðè
100 �Ñ. Ãèäðîìîäóëü ñîñòàâëÿë 4 : 1. Ïî îêîí-
÷àíèþ óêàçàííûõ îïåðàöèé îáðàáîòêè ËÖ-ïðî-
äóêò îòäåëÿëè îò ðàñòâîðà ôèëüòðàöèåé, ïðîìû-
âàëè äèñòèëëèðîâàííîé âîäîé ïðè 80 �Ñ äî íåé-
òðàëüíûõ çíà÷åíèé ðÍ ïðîìûâíûõ âîä è îáåç-
âîæèâàëè.Ìîäèôèöèðîâàíèå ËÖ-ìàòðèö [ÔÖ]-
ñîåäèíåíèÿìè ïðîâîäèëè, âûäåðæèâàÿ ìàòåðèà-
ë â ðàñòâîðàõ [ÔÖ]Cu êîíöåíòðàöèåé 1–5 ã/ë
ïðè 90 �Ñ â òå÷åíèå 60 ìèí. Ìîëüíîå ñîîòíîøå-
íèå Cu2+ : [Fe(CN)6]4– 1,5. Äëÿ ïðèãîòîâëå-
íèÿ èñõîäíûõ ðàñòâîðîâ íåîáõîäèìûõ êîíöåí-
òðàöèé èñïîëüçîâàëè ãåêñàöèàíîôåððàò êàëèÿ è
ñóëüôàò ìåäè ìàðîê Õ× è äèñòèëëèðîâàííóþ
âîäó ïî ÃÎÑÒ 6709-72. Ïîëó÷åííûå êîìáèíèðî-
âàííûå ñîðáåíòû îòìûâàëè îò èçáûòêà ìîäèôè-
êàòîðà, îáåçâîæèâàëè è âûñóøèâàëè ïðè 50 �Ñ
äî âëàæíîñòè 5–7 %.
ÈÊ-ñïåêòðû îáðàçöîâ ðåãèñòðèðîâàëè íà
ñïåêòðîôîòîìåòðå «Specord M80» (Carl Zeiss,
Ãåðìàíèÿ) â äèàïàçîíå 300–4000 ñì–1. Ïîäãî-
òîâêà èñõîäíûõ êîñòî÷åê, ËÖ- è ËÖ-[ÔÖ]Cu-
îáðàçöîâ è èñõîäíîé ñîëè-ìîäèôèêàòîðà çà-
êëþ÷àëàñü â ðàñòèðàíèè ìàòåðèàëîâ ñ KBr â ñî-
îòíîøåíèè 1 : 100 ñ ïîñëåäóþùèì ïðåññîâàíè-
åì â òàáëåòêè.
Óäåëüíóþ ïîâåðõíîñòü èñõîäíîãî è ìîäè-
ôèöèðîâàííîãî ìàòåðèàëîâ îïðåäåëÿëè ìåòîäîì
àäñîðáöèè àçîòà ïðè –196 �Ñ ñ èñïîëüçîâàíèåì
àíàëèçàòîðà «NOVA 2200» (Quantachrome,
ÑØÀ). Îáúåì ïîð èññëåäóåìûõ ìàòåðèàëîâ
îïðåäåëÿëè ýêñèêàòîðíûì ìåòîäîì ïî àäñîðá-
öèè ïàðîâ áåíçîëà [9].
Èçó÷åíèå ñîðáöèè 137Cs íà ñèíòåçèðîâàí-
íûõ êîìáèíèðîâàííûõ ìàòåðèàëàõ ïðîâîäèëè
èç ìîäåëüíûõ ðàñòâîðîâ â ñòàòè÷åñêèõ óñëîâè-
ÿõ ïðè íåïðåðûâíîì ïåðåìåøèâàíèè íàâåñêè
ñîðáåíòà ìàññîé 0,050 ã ñ 20 ñì3 ìîäåëüíîãî
ðàñòâîðà (0,1 ìîëü/ë íèòðàòà íàòðèÿ, 137Cs
105 Áê/ë) äî äîñòèæåíèÿ ðàâíîâåñèÿ. Óäåëü-
íóþ àêòèâíîñòü ðàäèîöåçèÿ â ðàñòâîðàõ îïðåäå-
ëÿëè ïðÿìûì ðàäèîìåòðè÷åñêèì ìåòîäîì ñ èñ-
ïîëüçîâàíèåì äâóõêàíàëüíîãî ãàììà-àíàëèçàòî-
ðà ìàðêè «NRG-603» (Òåñëà, ×åõèÿ). Ñîðáöè-
îííóþ ñïîñîáíîñòü ñèíòåçèðîâàííûõ ìàòåðèà-
ëîâ ê 137Cs îöåíèâàëè ïî çíà÷åíèÿì òàêèõ ïî-
êàçàòåëåé: ýôôåêòèâíîñòü èçâëå÷åíèÿ (Ýô, %)
è êîýôôèöèåíò ðàñïðåäåëåíèÿ (Êd , ìë/ã):
Ýô = (1 – À0/Àð)
. 100;
Êd = [(À0 – Àð)/Àð] (Vð/mñ),
ãäå À0, Àð — óäåëüíàÿ àêòèâíîñòü 137Cs â èñ-
õîäíîì è ðàâíîâåñíîì ðàñòâîðàõ ñîîòâåòñòâåí-
íî, Áê/äì3; Vð — îáúåì ðàñòâîðà, ñì3; mñ —
íàâåñêà ñîðáåíòà, ã.
Ïîãëîùàþùóþ ñïîñîáíîñòü ñèíòåçèðîâàí-
íûõ îáðàçöîâ ïî îòíîøåíèþ ê èîäó îïðåäåëÿëè
â ñòàòè÷åñêèõ óñëîâèÿõ ñîãëàñíî ÃÎÑÒ
6217-74. Ñîðáöèþ êðàñèòåëåé íà èñõîäíûõ è
ìîäèôèöèðîâàííûõ ìàòåðèàëàõ èçó÷àëè ïðè
25 �Ñ â äèàïàçîíå èñõîäíûõ êîíöåíòðàöèé îò
30 äî 1000 ìã/ë. Ðàñòâîðû êðàñèòåëåé ãîòîâè-
ëè íà 0,15 íîðìàëüíîì ôîñôàòíîì áóôåðå ñ ðÍ
6,0. Íàâåñêà ñîðáåíòà — 0,20 ã, îáúåì ðàñòâîðà
— 25 ñì3. Èñõîäíóþ è ðàâíîâåñíóþ êîíöåíòðà-
öèè êðàñèòåëåé îïðåäåëÿëè ñïåêòðîôîòîìåòðè-
÷åñêèì ìåòîäîì. Ñïåêòðû ïðîïóñêàíèÿ ðàñòâî-
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2014. ¹ 3 29
ðîâ ðåãèñòðèðîâàëè íà «Specord M-40». Äëèíû
ôèêñèðóåìûõ âîëí (íì) ïðè ýòîì áûëè äëÿ ìå-
òèëîâîãî ôèîëåòîâîãî — 576, ìåòèëåíîâîãî ãî-
ëóáîãî — 664, ìóðåêñèäà — 515. Àäñîðáöèîí-
íóþ àêòèâíîñòü (À, ìã/ã) ñîðáåíòîâ ïî êðàñè-
òåëÿì îïðåäåëÿëè ïî ôîðìóëå:
À = [(Ñ0 – Ñð) Vð]/mñ,
ãäå Ñ0, Ñð — êîíöåíòðàöèÿ êðàñèòåëÿ â èñõîä-
íîì è ðàâíîâåñíîì ðàñòâîðàõ ñîîòâåòñòâåííî,
ìã/äì3; Vð — îáúåì ðàñòâîðà, äì3; mñ — íà-
âåñêà ñîðáåíòà, ã.
Àíàëèç êîìïîíåíòíîãî ñîñòàâà èñõîäíîãî
ñûðüÿ ïîêàçàë, ÷òî ðàñòèòåëüíàÿ òêàíü àáðèêî-
ñîâûõ êîñòî÷åê ñîäåðæèò çíà÷èòåëüíîå êîëè÷å-
ñòâî ëèãíèíà è öåëëþëîçû (òàáë.1), ÷òî ñâèäå-
òåëüñòâóåò î öåëåñîîáðàçíîñòè êîìïëåêñíîé ïå-
ðåðàáîòêè óêàçàííîãî ñûðüÿ äëÿ ïîëó÷åíèÿ ýô-
ôåêòèâíûõ ËÖ áèîñîðáåíòîâ.
Òàáëèöà 1. Õàðàêòåðèñòèêè èñõîäíîãî ñûðüÿ è
ËÖ-ìàòåðèàëà
Ïîêàçàòåëü Êîñòî÷êè
àáðèêîñà
ËÖ-
ìàòåðèàë
Îñíîâíûå êîìïîíåíòû, %:
öåëëþëîçà 40,3 29,0
ëèãíèí 50,7 66,9
ñìîëû, æèðû, âîñêè 7,0 3,1
çîëüíîñòü 2,0 1,0
Óäåëüíàÿ ïîâåðõíîñòü, ì2/ã 3,5 6,5
Îáúåì ïîð ïî áåíçîëó, ñì3/ã 0,03 0,19
Íàñûïíàÿ ïëîòíîñòü, ã/ñì3 0,30 0,57
Ñîðáöèîííàÿ àêòèâíîñòü ïî ²2, % 22 44
Ñ öåëüþ ìàêñèìàëüíîãî ñîõðàíåíèÿ âûñîêî-
ìîëåêóëÿðíûõ ñîñòàâëÿþùèõ â ËÖ-ìàòðèöå êèc-
ëîòíî-ùåëî÷íóþ îáðàáîòêó èñõîäíîãî ìàòåðèàëà
ïðîâîäèëè â ìÿãêèõ óñëîâèÿõ. Â ðåçóëüòàòå
ïðîèñõîäèò óâåëè÷åíèå óäåëüíîé ïîâåðõíîñòè
ìàòåðèàëà â 2 ðàçà çà ñ÷åò ðàñ-
òâîðåíèÿ è óäàëåíèÿ ñìîë, æè-
ðîâ, âîñêîâ, íåîðãàíè÷åñêîé ñî-
ñòàâëÿþùåé, íèçêîìîëåêóëÿð-
íûõ ãåìèöåëëþëîç, ÷àñòè÷íîé
äåïîëèìåðèçàöèè öåëëþëîçû,
ðàñùåïëåíèÿ ëèãíîóãëåðîäíûõ
ñâÿçåé, â ïåðâóþ î÷åðåäü ñëîæ-
íîýôèðíûõ, à òàêæå ôåíèëãëþ-
êîçèäíèõ è áåíçèëýôèðíèõ.
Îáúåì ïîð ËÖ-ìàòåðèàëà ïðè
ýòîì óâåëè÷èâàåòñÿ â 6 ðàç,
ñîðáöèîííàÿ àêòèâíîñòü ïî èîäó
— â 2 ðàçà.
Íà ðèñ.1 ïðèâåäåíû ÈÊ-
ñïåêòðû èñõîäíîãî è ìîäèôè-
öèðîâàííîãî ìàòåðèàëà. Øèðîêèå ïîëîñû ïî-
ãëîùåíèÿ â îáëàñòè 3000–3700 ñì–1 äëÿ îáîèõ
îáðàçöîâ óêàçûâàþò íà íàëè÷èå âàëåíòíûõ êî-
ëåáàíèé OH-ãðóïï (ôåíîëüíûõ è ñïèðòîâûõ) â
âîäîðîäíûõ ñâÿçÿõ. Ïîëîñû ïîãëîùåíèÿ â
ñïåêòðàõ îáðàçöîâ â èíòåðâàëå 2800–3700 ñì–1
ñîîòâåòñòâóþò ñèììåòðè÷íûì è àñèììåòðè÷íûì
âàëåíòíûì êîëåáàíèÿì Ñ–Í â ìåòèëüíûõ è ìå-
òèëåíîâûõ ãðóïïàõ ëèãíèíà è ïîëèñàõàðèäà.
Ïîëîñà ïîãëîùåíèÿ ïðè 1740 ñì–1 â èñõîäíîì
ñûðüå ñîîòâåòñòâóåò êîëåáàíèÿì ñâÿçè Ñ=Î. Èç
ïðèâåäåííûõ ñïåêòðîâ ñëåäóåò, ÷òî â ìîäèôè-
öèðîâàííîì ïî êèñëîòíî-ùåëî÷íîé ñõåìå ËÖ-
ìàòåðèàëå «êàðáîíèëüíàÿ» ïîëîñà ïîãëîùåíèÿ
ïðîïàäàåò, ÷òî ìîæåò ñâèäåòåëüñòâîâàòü î ïðå-
âðàùåíèè êåòî-ãðóïïû (Ñ=Î) ëèãíèíà â ãèäðî-
êñèë (Ñ–ÎÍ) [10]. Â ðåçóëüòàòå ïîëîñà ïîãëî-
ùåíèÿ â ñïåêòðå ËÖ-ìàòåðèàëà ïðè 1245 ñì–1,
êîòîðàÿ ÿâëÿåòñÿ õàðàêòåðèñòè÷åñêîé äëÿ âà-
ëåíòíûõ êîëåáàíèé Ñ–Î-ñâÿçåé, ñòàíîâèòñÿ áî-
ëåå èíòåíñèâíîé ïî ñðàâíåíèþ ñ èñõîäíûì ìàòå-
ðèàëîì. Âñëåäñòâèå óäàëåíèÿ èç àáðèêîñîâûõ
êîñòî÷åê â ïðîöåññå ìîäèôèöèðîâàíèÿ ÷àñòè ïî-
ëèñàõàðèäà ïðîèñõîäèò óìåíüøåíèå èíòåíñèâíî-
ñòè ïîãëîùåíèÿ â îáëàñòè 900–1100 ñì–1. Âà-
ëåíòíûå ñêåëåòíûå Ñ=Ñ-êîëåáàíèÿ àðîìàòè÷å-
ñêîãî êîëüöà ñòðóêòóðíûõ åäèíèö ëèãíèíà
(1440, 1508, 1604 ñì–1) â ËÖ-ìàòåðèàëå ïðè
ýòîì ñòàíîâÿòñÿ áîëåå èíòåíñèâíûìè.
Äëÿ ïîëó÷åíèÿ ìàòåðèàëîâ ñ âûñîêîé ñîðá-
öèîííîé ñïîñîáíîñòüþ ïî îòíîøåíèþ ê ðàäèî-
öåçèþ ïðîâîäèëè ìîäèôèöèðîâàíèå ËÖ-ìàòðè-
öû [ÔÖ]-ôàçîé. Èññëåäîâàíèÿ [11] ïî ïîëó÷å-
íèþ öåëëþëîçíî-íåîðãàíè÷åñêèõ ñîðáåíòîâ íà
îñíîâå áåëåíîãî õëîïêîâîãî âîëîêíà è [ÔÖ]Cu
ñâèäåòåëüñòâóþò, ÷òî ñîðáöèîííàÿ ñïîñîáíîñòü
ïîëó÷åííûõ êîìáèíèðîâàííûõ [ÔÖ]-ìàòåðèà-
ëîâ â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè çàâèñèò îò óñëîâèé
ìîäèôèöèðîâàíèÿ, òî åñòü òåõíîëîãè÷åñêèõ ïà-
ðàìåòðîâ ïðîöåññà (òåìïåðàòóðû, ðÍ ñðåäû è
30 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2014. ¹ 3
Ðèñ.1. ÈÊ-ñïåêòðû: 1 — èñõîäíîå ñûðüå; 2 — ËÖ-ìàòåðèàë.
êîíöåíòðàöèè [ÔÖ]Cu â èñõîäíîì ðàñòâîðå).
Óñòàíîâëåíî, ÷òî òåìïåðàòóðà ìîäèôèöèðîâà-
íèÿ (90 �Ñ), êîíöåíòðàöèÿ [ÔÖ]Cu â ðàñòâîðå
(4 ã/ë) è íåéòðàëüíîñòü ñðåäû ÿâëÿþòñÿ îïòè-
ìàëüíûìè äëÿ ïîëó÷åíèÿ ýôôåêòèâíûõ ñîðáåí-
òîâ. Ïîýòîìó äàëüíåéøèå èññëåäîâàíèÿ ïî ïî-
ëó÷åíèþ êîìáèíèðîâàííûõ áèîñîðáåíòîâ ïðî-
âîäèëè ïðè óêàçàííûõ ïàðàìåòðàõ è ðàçíûõ
êîíöåíòðàöèÿõ ìîäèôèêàòîðà.
 ðåçóëüòàòå ïðîïèòêè ËÖ-ìàòðèöû ðàñòâî-
ðàìè [ÔÖ]Ñu ïðîèñõîäèò îáðàçîâàíèå êîìáè-
íèðîâàííûõ ñîðáåíòîâ ëèãíîöåëëþëîçíî-íåîð-
ãàíè÷åñêîãî òèïà ËÖ-[ÔÖ]Ñu. Íà ðèñ.2 âèäíî,
÷òî â ñïåêòðå èññëåäóåìîãî îáðàçöà ïîñëå èì-
ìîáèëèçàöèè [ÔÖ]-ôàçû ïîÿâëÿåòñÿ ïîëîñà ïî-
ãëîùåíèÿ ïðè 2100 ñì–1, ñîîòâåòñòâóþùàÿ âà-
ëåíòíûì êîëåáàíèÿì C–N-ãðóïï. Íèêàêèõ èç-
ìåíåíèé èëè ñäâèãîâ â ñïåêòðå, êîòîðûå óêàçû-
âàëè áû íà õèìè÷åñêîå âçàèìîäåéñòâèå ìîäè-
ôèêàòîðà ñ ïîâåðõíîñòüþ îðãàíè÷åñêîé ìàòðè-
öû, íå íàáëþäàåòñÿ, òî åñòü èììîáèëèçàöèÿ
[ÔÖ]-ôàçû ïðîèñõîäèò â ïîðàõ ËÖ-íîñèòåëÿ.
Óñòàíîâëåíî, ÷òî óâåëè÷åíèå êîíöåíòðàöèè
[ÔÖ]Ñu â èñõîäíîì ðàñòâîðå äëÿ ìîäèôèöèðî-
âàíèÿ îò 1 äî 4 ã/äì3 ïðèâîäèò ê ðîñòó ñîäåð-
æàíèÿ [ÔÖ]-ôàçû â ïîëó÷åííûõ îáðàçöàõ
ñîðáöèîííûõ ìàòåðèàëîâ íà 70 % (òàáë.2).
Àíàëèç ïîëó÷åííûõ äàííûõ ñâèäåòåëüñòâóåò,
÷òî çàâèñèìîñòü ñîäåðæàíèÿ íåîðãàíè÷åñêîé ñî-
ñòàâëÿþùåé â êîíå÷íûõ ìàòåðèàëàõ îò êîíöåí-
òðàöèè ìîäèôèêàòîðà â èñõîäíîì ðàñòâîðå íî-
ñèò ëèíåéíûé õàðàêòåð. Èññëåäîâàíèÿ ïîãëî-
ùàþùåé ñïîñîáíîñòè ïîëó÷åííûõ îáðàçöîâ
êîìáèíèðîâàííûõ [ÔÖ]-ìàòåðèàëîâ ïî îòíîøå-
íèþ ê 137Cs ïîêàçàëè, ÷òî óâåëè÷åíèå êîíöåí-
òðàöèè [ÔÖ]Ñu â èñõîäíîì ðàñòâîðå îò 1 äî
4 ã/ë ïðèâîäèò íå òîëüêî ê óâåëè÷åíèþ äîëè
íåîðãàíè÷åñêîé ñîñòàâëÿþùåé â íîñèòåëå, íî è
ê óëó÷øåíèþ ñîðáöèîííûõ ñâîéñòâ: çíà÷åíèÿ
ýôôåêòèâíîñòè èçâëå÷åíèÿ 137Cs è êîýôôèöè-
åíòà ðàñïðåäåëåíèÿ ïðè ýòîì óâåëè÷èâàþòñÿ â
2 ðàçà. Äàëüíåéøåå ïîâûøåíèå êîíöåíòðàöèè
ìîäèôèêàòîðà â ðàñòâîðå äî 5 ã/äì3 íå âëèÿåò
íà ñîäåðæàíèå [ÔÖ]-ôàçû â ËÖ-ìàòðèöå è íà
ýôôåêòèâíîñòü èçâëå÷åíèÿ ðàäèîöåçèÿ.
Íà èììîáèëèçàöèþ ìîäèôèêàòîðà èìåííî
â ïîðàõ íîñèòåëÿ óêàçûâàþò òàêæå ðåçóëüòàòû
ïî èññëåäîâàíèþ îáùåãî îáúåìà ïîð: ïðè óâå-
ëè÷åíèè ñîäåðæàíèÿ [ÔÖ]-ôàçû â îáúåìå ËÖ-
ìàòåðèàëà îò 1,3 äî 4,5 % îò ìàññû íîñèòåëÿ
îáúåì àäñîðáöèîííûõ ïîð ïî áåíçîëó óìåíüøà-
åòñÿ íà 26 %; îðáöèîííàÿ àêòèâíîñòü ïî èîäó
ïðè ýòîì óìåíüøàåòñÿ íà 12 %.
Íà ðèñ.3 ïðåäñòàâëåíû èçîòåðìû ñîðáöèè
íà èñõîäíîì è ìîäèôèöèðîâàííûõ ìàòåðèàëàõ
ñ ðàçíûì ñîäåðæàíèåì [ÔÖ]-ôàçû êðàñèòåëåé:
ìåòèëîâîãî ôèîëåòîâîãî, ìåòèëåíîâîãî ãîëóáî-
ãî è ìóðåêñèäà. Îáðàçöû ËÖ âî âñåõ ñëó÷àÿõ
èìåþò áîëüøóþ ñîðáöèîííóþ ñïîñîáíîñòü ïî
îòíîøåíèþ ê êðàñèòåëÿì â ñðàâíåíèè ñ èñõîä-
íûì ñûðüåì áëàãîäàðÿ áîëåå ðàçâèòîé ïîðèñòîé
ñòðóêòóðå. Èç ïðèâåäåííûõ äàííûõ ñëåäóåò,
÷òî ñîðáöèîííàÿ ñïîñîáíîñòü ðàñòèòåëüíûõ ìà-
òåðèàëîâ ïî îòíîøåíèþ ê êðàñèòåëÿì óìåíüøà-
åòñÿ â ðÿäó: ìåòèëåíîâèé ãîëóáîé > ìåòèëîâûé
ôèîëåòîâûé > ìóðåêñèä.
Òàêàÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü â ñîðáöèîííîé
àêòèâíîñòè ïî îòíîøåíèþ ê óêàçàííûì êðàñèòå-
ëÿì ñâÿçàíà ñ ïðèðîäîé êðàñèòåëåé, à èìåííî:
ñ èõ îñíîâíûì è êèñëîòíûì õàðàêòåðîì. Îñ-
íîâíûå êðàñèòåëè, ê êîòîðûì îòíîñÿòñÿ ìåòè-
ëîâûé ôèîëåòîâûé è ìåòèëåíîâûé ãîëóáîé, â
âîäíûõ ðàñòâîðàõ äèññîöèèðóþò ïî òèïó ñîëåé
àììîíèÿ è äàþò ïðè ýòîì «îêðàøèâàþùèå êà-
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2014. ¹ 3 31
Ðèñ.2. ÈÊ-ñïåêòð ËÖ-[ÔÖ]Ñu.
Òàáëèöà 2. Õàðàêòåðèñòèêè ñîðáåíòîâ ËÖ-[ÔÖ]Ñu
Êîíöåíòðàöèÿ
[ÔÖ]Ñu â èñõîäíîì
ðàñòâîðå, ã/ë
Ñîäåðæàíèå
[ÔÖ]-ôàçû, % îò
ìàññû íîñèòåëÿ
Îáúåì àäñîðáöèîí-
íûõ ïîð ïî áåíçîëó,
ñì3/ã
Ñîðáöèîííàÿ àêòèâ-
íîñòü ïî ²2, %
Ýôôåêòèâíîñòü èç-
âëå÷åíèÿ 137Cs, %
Êîýôôèöèåíò ðàñ-
ïðåäåëåíèÿ 137Cs,
ìë/ã
1 1,3 0,16 40 57,4 3060
2 2,4 0,15 39 75,2 4390
3 3,5 0,15 38 93,5 5740
4 4,5 0,14 38 94,6 7020
5 4,5 0,14 38 94,7 7030
Ïðèìå÷àíèå. Íàñûïíàÿ ïëîòíîñòü — 0,57 ã/ñì3.
òèîíû», êîòîðûå ÿâëÿþòñÿ ñëîæíûìè îðãàíè÷å-
ñêèìè ðàäèêàëàìè, è àíèîíû ìèíåðàëüíîé êè-
ñëîòû (ðèñ.4).
 îòëè÷èå îò îñíîâíûõ êðàñèòåëåé, êèñëîò-
íûé êðàñèòåëü ìóðåêñèä äàåò «îêðàøèâàþùèé
àíèîí» è êàòèîí àììîíèÿ. Èñõîäÿ èç òåîðèè
êðàøåíèÿ ðàñòèòåëüíûõ ïîëèìåðíûõ ìàòåðèà-
ëîâ, ôèêñàöèÿ êðàñèòåëåé íà ïîâåðõíîñòè ìàòå-
ðèàëà ïðîèñõîäèò íå òîëüêî çà ñ÷åò àäñîðáöèè
â ïîðàõ, íî è çà ñ÷åò õèìè÷åñêîãî âçàèìîäåéñò-
âèÿ êàòèîíîâ èëè àíèîíîâ êðàñèòåëÿ ñ ôóíê-
öèîíàëüíûìè ãðóïïàìè ëèãíèíà è öåëëþëîçû
[12]. Âûñîêîå ñðîäñòâî ËÖ ñ îñíîâíûìè êðàñè-
òåëÿìè ñâÿçàíî ñ ýëåêòðîêèíåòè÷åñêèìè ñâîéñò-
âàìè ïîâåðõíîñòè ìàòåðèàëà: ïîñêîëüêó â âîä-
íîé ñðåäå ËÖ ïðèîáðåòàåò îòðèöàòåëüíûé çà-
ðÿä, îñíîâíûå «îêðàøèâàþùèå êàòèîíû» ïðî÷-
íî çàêðåïëÿþòñÿ íà ïîâåðõíîñòè. Óñòàíîâëåíî,
÷òî ýôôåêòèâíîñòü ñîðáöèè îñíîâíûõ êðàñèòå-
ëåé íà ðàñòèòåëüíûõ ìàòåðèàëàõ çàâèñèò òàêæå
îò èõ ìîëåêóëÿðíîé ìàññû è ïðîñòðàíñòâåííîãî
ñòðîåíèÿ.
Èç ïðèâåäåííûõ íà ðèñ.3 èçîòåðì âèäíî,
÷òî ñîðáöèîííàÿ åìêîñòü ËÖ-ìàòåðèàëà ïî ìåòè-
ëåíîâîìó ãîëóáîìó ñ Ì(Ñ16Í18N3S)+ = 284 ñî-
ñòàâëÿåò 47 ìã/ã, ïî ìåòèëîâîìó ôèîëåòîâîìó ñ
Ì(Ñ24Í28N3)+ = 358 ñîñòàâëÿåò 38,32 ìã/ã.
Êèñëîòíûé êðàñèòåëü ïî÷òè íå èìååò õèìè÷åñêî-
ãî ñðîäñòâà ñ ðàñòèòåëüíîé ìàòðèöåé, ïîñêîëüêó
â âîäíîé ñðåäå ïðèîáðåòàåò îòðèöàòåëüíûé çà-
ðÿä, êàê è ËÖ-ìàòåðèàë, â ðåçóëüòàòå ÷åãî âîç-
íèêàþò ñèëû ýëåêòðîñòàòè÷åñêîãî îòòàëêèâàíèÿ.
Ìàêñèìàëüíàÿ ñîðáöèîííûå åìêîñòü ËÖ ïî ìó-
ðåêñèäó ñîñòàâëÿåò âñåãî 4,5 ìã/ã.
Ââåäåíèå â îáúåì ËÖ-ìàòåðèàëà [ÔÖ]-ôà-
çû íåñêîëüêî ñíèæàåò ñîðáöèîííóþ ñïîñîá-
íîñòü êîìáèíèðîâàííûõ ìàòåðèàëîâ ïî îòíîøå-
íèþ ê êðàñèòåëÿì. Óâåëè÷åíèå äîëè [ÔÖ]-ôà-
çû â ïîëó÷åííûõ ñîðáåíòàõ îò 1,3 äî 4,5 % îò
ìàññû íîñèòåëÿ ïðèâîäèò ê íåçíà÷èòåëüíîìó
óìåíüøåíèþ ñîðáöèîííîé åìêîñòè ïî èçó÷åí-
íûì êðàñèòåëÿì. Óêàçàííûå çíà÷åíèÿ ÿâëÿþòñÿ
äîñòàòî÷íî âûñîêèìè â ñðàâíåíèè ñ ñîîòâåòñò-
âóþùèìè ïîêàçàòåëÿìè èñõîäíûõ àáðèêîñîâûõ
êîñòî÷åê.
Âûâîäû
Ñèíòåçèðîâàíû ñîðáåíòû ëèãíîöåëëþëîç-
íî-íåîðãàíè÷åñêîãî òèïà ñ âûñîêîé ïîãëîùàþ-
ùåé ñïîñîáíîñòüþ ïî îòíîøåíèþ ê ðàäèîöåçèþ.
Ïîêàçàíî, ÷òî óâåëè÷åíèå ñîäåðæàíèÿ [ÔÖ]-
ôàçû â îáúåìå îðãàíè÷åñêîé ìàòðèöû îò 1,3 äî
4,5 % ñïîñîáñòâóåò óëó÷øåíèþ ýôôåêòèâíîñòè
èçâëå÷åíèÿ 137Cs èç âîäíûõ ðàñòâîðîâ ïî÷òè
âäâîå, îäíàêî ñîðáöèîííûå ñâîéñòâà ïî èîäó è
îðãàíè÷åñêèì êðàñèòåëÿì ïðè ýòîì íåñêîëüêî
32 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2014. ¹ 3
Ðèñ.3. Èçîòåðìû ñîðáöèè êðàñèòåëåé: à — ìåòèëîâîãî ôèî-
ëåòîâîãî; á — ìåòèëåíîâîãî ãîëóáîãî; â — ìóðåêñèäà.
Ðèñ.4. Ñòðîåíèå îñíîâíûõ (à, á) è êèñëîòíîãî (â) êðàñèòå-
ëåé [13]: à — ìåòèëîâûé ôèîëåòîâûé; á — ìåòèëåíîâûé ãî-
ëóáîé; â — ìóðåêñèä.
ñíèæàþòñÿ. Ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ïîçâîëÿþò
óòâåðæäàòü, ÷òî íîâûå êîìáèíèðîâàííûå áèî-
ñîðáåíòû ÿâëÿþòñÿ óíèâåðñàëüíûìè ïîãëîòèòå-
ëÿìè îðãàíè÷åñêèõ çàãðÿçíèòåëåé è ðàäèîíóê-
ëèäîâ èç âîäíûõ ðàñòâîðîâ.
Ñïèñîê ëèòåðàòóðû
1. Îñîêèí Â.Ì., Ñîìèí Â.À. Èññëåäîâàíèå ïî ïîëó-
÷åíèþ íîâûõ ñîðáåíòîâ èç ðàñòèòåëüíîãî ñûðüÿ
äëÿ î÷èñòêè âîäû // Ïîëçóíîâñêèé âåñòíèê. —
2013. — ¹ 1. — Ñ. 280–282.
2. Âåïðèêîâà Å.Â., Ùèïêî Ì.Ë., ×óíàðåâ Å.Í. Ñâîé-
ñòâà ïîðîøêîîáðàçíûõ è òàáëåòèðîâàííûõ ïðåïà-
ðàòîâ íà îñíîâå ýíòåðîñîðáåíòà èç ëóáà êîðû áå-
ðåçû // Õèìèÿ ðàñòèòåëüíîãî ñûðüÿ. — 2010. —
¹ 2. — Ñ. 31–36.
3. Ãàðûíöåâà Í.Â., Ñóäàêîâà È.Ã., Êóçíåöîâà Á.Í.
Ñâîéñòâà ýíòåðîñîðáåíòîâ, ïîëó÷åííûõ èç óêñóñ-
íîêèñëîòíûõ ëèãíèíîâ äðåâåñèíû ïèõòû, îñèíû è
áåðåçû // Æóðíàë Ñèáèðñêîãî ôåäåðàëüíîãî
óíèâåðñèòåòà. — 2011. — ¹ 2. — Ñ. 121–126.
4. Íèêèôîðîâà Ò.Å., Áàãðîâñêàÿ Í.À., Êîçëîâ Â.À.,
Ëèëèí Ñ.À. Ñîðáöèîííûå ñâîéñòâà è ïðèðîäà
âçàèìîäåéñòâèÿ öåëëþëîçîñîäåðæàùèõ ïîëèìå-
ðîâ ñ èîíàìè ìåòàëëîâ // Õèìèÿ ðàñòèòåëüíîãî
ñûðüÿ. — 2009. — ¹ 1. — Ñ. 5–14.
5. Øåâåëåâà È.Â., Õîëîìåéäèê À.Í., Âîéò À.Â., Çåì-
íóõîâà Ë.À. Ñîðáåíòû íà îñíîâå ðèñîâîé øåëóõè
äëÿ óäàëåíèÿ èîíîâ Fe (III), Cu (II), Cd (II), Pb
(II) èç ðàñòâîðîâ // Õèìèÿ ðàñòèòåëüíîãî ñû-
ðüÿ. — 2009. — ¹ 4. — Ñ. 171–176.
6. Ñîêîëîâñêàÿ Þ.Ã., Ôàëþøèí Ï.Ë. Ïèðîëèç îòõî-
äîâ ìåáåëüíîãî ïðîèçâîäñòâà // Íàó÷íûå ñîîá-
ùåíèÿ. — 2011. — ¹ 20. — Ñ. 143–146.
7. Milyutin V.V., Gelis V.M., Klindukhov V.G.,
Obruchikov A.V. Coprecipitation of microamounts
of Cs with ferrocyanides of various metals //
Radiochemistry. — 2004. — ¹ 5. — Ð. 479–480.
8. Îáîëåíñêàÿ À.Â., Åëüöèíà Ç.Ï., Ëåîíîâè÷ À.À.
Ëàáîðàòîðíûå ðàáîòû ïî õèìèè äðåâåñèíû è öåë-
ëþëîçû. — Ì. : Ýêîëîãèÿ, 1991. — 320 ñ.
9. Êåëüöåâ Í.Â. Îñíîâû àäñîðáöèîííîé òåõíèêè. —
Ì. : Õèìèÿ, 1984. — 592 ñ.
10. Íèêèòèí Â.Ì., Îáîëåíñêàÿ À.Â., Ùåãîëåâ Â.Ï.
Õèìèÿ äðåâåñèíû è öåëëþëîçû. — Ì. : Ëåñí.
ïðîì-ñòü, 1978. — 368 ñ.
11. Ãàëèø Â.Â., Êàðòåëü Ì.Ò., ̳ëþò³í Â.Â. Ñèíòåç
òà ñîðáö³éí³ âëàñòèâîñò³ êîìá³íîâàíèõ öåëþëîç-
íî-íåîðãàí³÷íèõ ñîðáåíò³â äëÿ êîíöåíòðóâàííÿ
öåç³þ-137 // Ïîâåðõíîñòü. — 2013. — ¹ 5. —
Ñ. 135–143.
12. Ìåëüíèêîâ Á.Í., Âèíîãðàäîâà Ã.È. Ïðèìåíåíèå
êðàñèòåëåé. — Ì. : Õèìèÿ, 1986. — 240 ñ.
13. Áèøîï Ý. Èíäèêàòîðû. — Ì. : Ìèð, 1976. —
Ò. 1. — 496 ñ.
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 13.06.14
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2014. ¹ 3 33
Ãàëèø Â.Â.1, àñï³ðàíò, Êàðòåëü Ì.Ò.1, äîêò. õ³ì. íàóê, àêàä. ÍÀÍÓ,
̳ëþò³í Â.Â.2, äîêò. õ³ì. íàóê, Áàêàë³íñüêà Î.Ì.1, êàíä. õ³ì. íàóê
1 ²íñòèòóò õ³ì³¿ ïîâåðõí³ ÍÀÍ Óêðà¿íè, Êè¿â
âóë. Ãåíåðàëà Íàóìîâà, 17, 03164 Êè¿â, Óêðà¿íà, å-mail: v.galyshg@mail.com
2 ²íñòèòóò ô³çè÷íî¿ õ³ì³¿ ³ åëåêòðîõ³ì³¿ ÐÀÍ, Ìîñêâà, ÐÔ
Ëåí³íñüêèé ïð., 31, 119071 Ìîñêâà, Ðîñ³ÿ
Ñèíòåç òà âëàñòèâîñò³
ë³ãíîöåëþëîçíî-íåîðãàí³÷íèõ á³îñîðáåíò³â
Ñèíòåçîâàíî íîâ³ êîìá³íîâàí³ á³îñîðáåíòè íà îñíîâ³ ë³ãíîöåëþëîçíîãî êîìïëåêñó,
îäåðæàíîãî ç â³äõîäó õàð÷îâî¿ ïðîìèñëîâîñò³ — àáðèêîñîâèõ ê³ñòî÷îê — òà ôå-
ðîö³àí³äó ì³ä³. Äîñë³äæåíî ô³çèêî-õ³ì³÷í³ òà ñòðóêòóðíî-ñîðáö³éí³ âëàñòèâîñò³ îäåð-
æàíèõ ìàòåð³àë³â. Âñòàíîâëåíî, ùî ïîïåðåäíÿ îáðîáêà âèõ³äíèõ àáðèêîñîâèõ
ê³ñòî÷îê çà êèñëîòíî-ëóæíîþ ñõåìîþ ïðèâîäèòü äî çá³ëüøåííÿ ïèòîìî¿ ïîâåðõí³
ë³ãíîöåëþëîçíîãî ìàòåð³àëó â 2 ðàçè òà çàãàëüíîãî îá’ºìó ïîð ó 6 ðàç³â. Ïîêàçàíî
çàëåæí³ñòü ì³æ êîíöåíòðàö³ºþ ôåðîö³àí³äó ì³ä³ ó âèõ³äíîìó ðîç÷èí³ òà ñîðáö³éíèìè
âëàñòèâîñòÿìè ñèíòåçîâàíèõ çðàçê³â ùîäî 137Cs. Âñòàíîâëåíî, ùî çá³ëüøåííÿ êîíöåí-
òðàö³¿ ìîäèô³êàòîðà ó âèõ³äíîìó ðîç÷èí³ ïðèâîäèòü äî çá³ëüøåííÿ âì³ñòó ôåðî-
ö³àí³äíî¿ ôàçè â îá’ºì³ íîñ³ÿ òà äî ï³äâèùåííÿ ñîðáö³éíî¿ çäàòíîñò³ îäåðæàíèõ ìà-
òåð³àë³â ùîäî ðàä³îöåç³þ. Ìàêñèìàëüíèìè çíà÷åííÿìè åôåêòèâíîñò³ âèëó÷åííÿ 137Cs
(94 %) òà êîåô³ö³ºíòà ðîçïîä³ëåííÿ (7000 ìë/ã) õàðàêòåðèçóþòüñÿ çðàçêè ñîðáåíòà ç
âì³ñòîì ôåðîö³àí³äíî¿ ôàçè â îá’ºì³ íîñ³ÿ 4,5 %. Äîñë³äæåíî çàêîíîì³ðíîñò³ âèëó÷åí-
íÿ éîäó, îñíîâíèõ òà êèñëîòíèõ áàðâíèê³â ç âîäíèõ ðîç÷èí³â ñèíòåçîâàíèìè ñîðáåíòà-
ìè. Âñòàíîâëåíî, ùî ïîãëèíàþ÷à çäàòí³ñòü îäåðæàíèõ êîìá³íîâàíèìè ìàòåð³àëàìè
ùîäî éîäó òà îðãàí³÷íèõ áàðâíèê³â íåçíà÷íî çìåíøóºòüñÿ ó ïîð³âíÿíí³ ç âèõ³äíîþ
ë³ãíîöåëþëîçíîþ ìàòðèöåþ. Á³áë. 13, ðèñ. 4, òàáë. 2.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: á³îñîðáåíò, ë³ãíîöåëþëîçíà ìàòðèöÿ, ôåðîö³àí³ä ì³ä³, ñîðáö³éíà
çäàòí³ñòü, éîä, îðãàí³÷í³ áàðâíèêè.
References
1. Osokin V.Ì., Somin V.A. Study on preparation of
new adsorbents from vegetable raw materials for
water purification. Polzunovskij vestnik, 2013, (1),
pp. 280–282. (Rus.)
2. Veprikova E.V., Shchipko Ì.L., Chunarev Å.N.
Properties of powder and tableted preparats based
on enterosorbent of birch bark bast. Himija
rastitel’nogo syr’ja, 2010, (2), pp. 31–36. (Rus.)
3. Garyntseva N.V., Sudakova I.G., Kuznetsov B.N.
Properties of enterosorbents obtained from acetic
acid lignins of abies, aspen and birch wood. Zhurnal
Sibirskogo federal’nogo universiteta, 2011, (2), iss.
4, pp. 121–126. (Rus.)
4. Nikiforova T.E., Bagrovskaya T.E., Kozlov V.A., Lilin
S.A. Sorption properties and nature of the interaction
of cellulose polymers with metal ions. Himija
rastitel’nogo syr’ja, 2009, (1), pp. 5–14. (Rus.)
5. Sheveleva I.V., Holomeydik A.N., Voit À.V.,
Zemnukhova L.A. Sorbents based on rice husk for
removing the ions Fe(III), Cu(II), Cd(II), Pb(II)
from solutions. Himija rastitel’nogo syr’ja, 2009,
(4), pp. 171–176. (Rus.)
6. Sokolovskaya Yu.G., Falushin P.L. Pyrolysis of fur-
niture production waste. Nauchnye soobshhenija,
2011, (20), pp. 143–146. (Rus.)
7. Milyutin V.V., Gelis V.M., Klindukhov V.G.,
Obruchikov A.V. Coprecipitation of microamounts
of Cs with ferrocyanides of various metals.
Radiochemistry, 2004, (5), pp. 479–480.
8. Obolensky A.V., Yeltsin Z.P., Leonovich A.A. Labo-
ratory work in chemistry of wood and cellulose.
Moscow: Ekologiya, 1991, 320 p. (Rus.)
9. Keltsev N.V. Fundamentals of adsorption technology.
Moscow : Himiya, 1991, 592 p. (Rus.)
10. Nikitin V.M., Obolenskaya A.V., Schegolev V.P.
Chemistry of wood and cellulose. Moscow : Lesnaya
promyshlenost, 1978, 368 p. (Rus.)
11. Galysh V.V., Kartel M.T., Milyutin V.V. Synthesis
and sorption properties of combined cellulose-inorganic
sorbents for the concentration of cesium-137.
Poverhnost’ [Surface], 2013, (5), pp. 135–143. (Ukr.)
12. Melnikov B.N., Vinogradov G.I. Application of
dyes. Moscow : Himiya, 1986, 240 p. (Rus.)
13. Bishop E. Indicators. Oxford : Pergamon Press,
1972, 746 p.
Received June 13, 2014
34 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2014. ¹ 3
Galysh V.V.1, PhD Student, Kartel Ì.Ò.1, Doctor of Chemical Science,
academician of NASU, Milyutin V.V.2, Doctor of Chemical Science,
Bakalinska O.M.1, Candidate of Chemical Science
1 Institute of Surface Chemistry of National Academy of Science of
Ukraine, Kiev
17, General Naumov Str., 03164 Kiev, Ukraine, å-mail: v.galyshgmail.com
2 Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry of Russian Academy
of Science, Moscow, Russia
31, Leninskiy ave, 119071 Moscow, Russia
Synthesis and Properties
of Lignocellulose-Inorganic Biosorbents
New combined biosorbents based on lignocellulose complex, obtained from the waste of
food industry — apricot stones, and copper ferrocyanide were synthesized. The physical,
chemical, structural and sorption properties of the obtained materials were investigated.
It was found out that pretreatment of initial apricot stones by acid-alkali scheme leads to
an increase in the specific surface area of the lignocellulose material in two times and the
total pore volume up to six times. The dependence between the concentration of copper
ferrocyanide in initial solution and sorption properties of the synthesized sampled with
respect to 137Cs was shown. It was found out that the increase of the modifier concentra-
tion in initial solution leads to the increase of the content of ferrocyanide phase in the
volume of the carrier and to the increase of the sorption ability of obtained materials
with respect to radiocesium. The sorbent samples with the content of ferrocyanide phase
4,5 % in the volume of carrier characterized by the maximum values of recovery rate
(94 %) and distribution coefficient (7000 ml/g). The regularities of sorption of iodine,
basic and acid dyes from the aqueous solution on the synthesized materials were investi-
gated. It was found out that the sorption capacity of obtained biosorbents with respect to
iodine and organic dyes slightly decreases in comparison with initial lignocellulose ma-
trix. Bibl. 13, Fig. 4, Table 2.
Key words: biosorbent, lignocellulose matrix, copper ferrocyanide, sorption capacity, io-
dine, organic dyes.
|