Адсорбційні властивості шунгіту в процесі очищення водно-спиртових розчинів
Адсорбційні властивості шунгіту щодо вилучення вищих спиртів та інших домішок з водно-спиртових розчинів досліджено методами адсорбції азоту, термогравіметрії, змочування, термопрограмованої десорбції з масспектрометричною реєстрацією продуктів та ІЧ-спектроскопії. Показано, що шунгіт здатен ефектив...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Сверхтвердые материалы |
|---|---|
| Дата: | 2017 |
| Автори: | , , , , , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2017
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160164 |
| 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: | Адсорбційні властивості шунгіту в процесі очищення водно-спиртових розчинів / Л.М. Мельник, Н.А. Ткачук, О.В. Турчун, В.Е. Діюк, О.В. Іщенко, О.А. Бєда, Л.Д. Кістерська, О.Б. Логінова, С.О. Лисовенко, О.Г. Гонтар, В.В. Гаращенко // Сверхтвердые материалы. — 2017. — № 6. — С. 59-66. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860243119158591488 |
|---|---|
| author | Мельник, Л.М. Ткачук, Н.А. Турчун, О.В. Діюк, В.Е. Іщенко, О.В. Бєда, О.А. Кістерська, Л.Д. Логінова, О.Б. Лисовенко, С.О. Гонтар, О.Г. Гаращенко, В.В. |
| author_facet | Мельник, Л.М. Ткачук, Н.А. Турчун, О.В. Діюк, В.Е. Іщенко, О.В. Бєда, О.А. Кістерська, Л.Д. Логінова, О.Б. Лисовенко, С.О. Гонтар, О.Г. Гаращенко, В.В. |
| citation_txt | Адсорбційні властивості шунгіту в процесі очищення водно-спиртових розчинів / Л.М. Мельник, Н.А. Ткачук, О.В. Турчун, В.Е. Діюк, О.В. Іщенко, О.А. Бєда, Л.Д. Кістерська, О.Б. Логінова, С.О. Лисовенко, О.Г. Гонтар, В.В. Гаращенко // Сверхтвердые материалы. — 2017. — № 6. — С. 59-66. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Сверхтвердые материалы |
| description | Адсорбційні властивості шунгіту щодо вилучення вищих спиртів та інших домішок з водно-спиртових розчинів досліджено методами адсорбції азоту, термогравіметрії, змочування, термопрограмованої десорбції з масспектрометричною реєстрацією продуктів та ІЧ-спектроскопії. Показано, що шунгіт здатен ефективно сорбувати домішки з водно-спиртових розчинів з утворенням доволі міцних адсорбційних комплексів. В результаті термічної обробки при 180 °С у вакуумі адсорбційні комплекси практично повністю розкладаються, що приводить до регенерації і незначного збільшення питомої поверхні та сорбційного об’єму шунгіту. Одержані дані вказують на принципову можливість відновлення адсорбційних центрів на поверхні шунгіту, що подовжить термін його використання як сорбенту.
Адсорбционные свойства шунгита по очистки водно-спиртовых растворов от высших спиртов и других примесей исследованы методами адсорбции азота, термогравиометрии, смачивания, термопрограммированной десорбции с масс-спектрометрической регистрацией продуктов и ИК-спектроскопии. Показано, что шунгит способен эффективно сорбировать примеси по водно-спиртовых растворов с образованием довольно прочных адсорбционных комплексов. В результате термической обработки при 180 °С в вакууме адсорбционные комплексы практически полностью разлагаются, что приводит к регенерации и незначительному увеличению удельной поверхности и сорбционного объема шунгита. Полученные данные указывают на принципиальную возможность восстановления адсорбционных центров на поверхности шунгита, что продлит срок его использования в качестве сорбента.
Shungite adsorption capacity to remove higher alcohols and other impurities from water-alcohol solution has been investigated by the methods of nitrogen adsorption, thermogravimetry, wetting, temperature-programmed desorption mass spectrometry and FTIR spectroscopy. It was shown that shungit able to effectively absorb impurities from water-alcohol solution and to form relatively strong adsorption systems. As a result of the heat treatment at 180 °C in a vacuum adsorption complexes almost completely decomposed, leading to regeneration and a slight increase in specific surface area and volume of the sorption shungite. The data indicate the theoretical possibility of recovery of adsorption centers on the shungite surface that extend to use shungite as a sorbent.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:32:06Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2017, № 6 59
УДК 544.723
Л. М. Мельник1, Н. А. Ткачук1, О. В. Турчун1, В. Е. Діюк2,
О. В. Іщенко2, О. А. Бєда2, Л. Д. Кістерська3,
О. Б. Логінова3, *, С. О. Лисовенко3, О. Г. Гонтар3,
В. В. Гаращенко3
1Національний університет харчових технологій,
м. Київ, Україна
2Київський національний університет ім. Тараса Шевченка,
м. Київ, Україна
3Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля
НАН України, м. Київ, Україна
*pol@ism.kiev.ua
Адсорбційні властивості шунгіту в процесі
очищення водно-спиртових розчинів
Адсорбційні властивості шунгіту щодо вилучення вищих спиртів
та інших домішок з водно-спиртових розчинів досліджено методами адсорбції
азоту, термогравіметрії, змочування, термопрограмованої десорбції з мас-
спектрометричною реєстрацією продуктів та ІЧ-спектроскопії. Показано, що
шунгіт здатен ефективно сорбувати домішки з водно-спиртових розчинів з
утворенням доволі міцних адсорбційних комплексів. В результаті термічної об-
робки при 180 °С у вакуумі адсорбційні комплекси практично повністю розкла-
даються, що приводить до регенерації і незначного збільшення питомої поверхні
та сорбційного об’єму шунгіту. Одержані дані вказують на принципову
можливість відновлення адсорбційних центрів на поверхні шунгіту, що подов-
жить термін його використання як сорбенту.
Ключеві слова: природні сорбенти, шунгіт, змочування, адсорб-
ційні комплекси, термопрограмована десорбція, функціональні поверхневі групи.
ВСТУП
Можливість використання природних адсорбентів в процесах
очищення харчових продуктів і питної води представляє значний науковий і
прикладний інтереси. Виробництво конкурентоспроможних алкогольних
напоїв в значній мірі залежить від якості етилового спирту й води, які вико-
ристовуються при їхньому виробництві. У складі етанолу є домішки, вміст
яких не перевищує 0,5–0,6 % (за об’ємом) [1], але вони істотно погіршують
якість спирту й продуктів, що з нього виробляють. Найбільша (0,35–0,45 %
(за об’ємом)) частка небажаних домішок припадає на ізопропанол і вищі
спирти, які надають етанолу неприємного специфічного запаху та смаку, і
тому їх вміст строго регламентується.
Для очищення водно-спиртових розчинів концентрацією 40 % (за
об’ємом) від вищих спиртів та інших небажаних домішок підприємства вико-
ристовують адсорбційні процеси [2]. Як сорбент традиційно використовують
активоване вугілля з деревини БАУ-А. Але воно є горючим матеріалом і зна-
© Л. М. МЕЛЬНИК, Н. А. ТКАЧУК, О. В. ТУРЧУН, В. Е. ДІЮК, О. В. ІЩЕНКО, О. А. БЄДА, Л. Д. КІСТЕРСЬКА,
О. Б. ЛОГІНОВА, С. О. ЛИСОВЕНКО, О. Г. ГОНТАР, В. В. ГАРАЩЕНКО, 2017
www.ism.kiev.ua/stm 60
чно прискорює окиснення спиртів з утворенням альдегідів, в результаті чого
суттєво погіршуються показники якості водно-спиртових розчинів.
В останні роки в науковій літературі з’явилися повідомлення про очищен-
ня водно-спиртових розчинів природними глинистими мінералами українсь-
ких родовищ: палигорськітом, глауконітом, сапонітом [3]. Природні сорбенти
виявилися ефективними у вилученні шкідливих домішок, проте при відділен-
ні розчину від сорбенту виникає суттєвий гідравлічний опір в адсорбері,
створений шаром глинистого мінералу. Такий стан речей став передумовою
для пошуку ефективних матеріалів, які технологічно й економічно задоволь-
няють вимогам, що пред’являються до адсорбентів у лікеро-горілчаній галузі.
Перспективним сорбентом для очищення водно-спиртових розчинів є шу-
нгіт – природний мінерал, який складається з вуглецевої частини (60–70 % (за
об’ємом)), до якої входять фулерени [4] і мінеральної частини (30–40 %
(за об’ємом)). Завдяки поєднанню різних елементів в складі шунгіту, цей
матеріал має значну механічну міцність, відновні й бактерицидні властивості
поверхні та здатен сорбувати речовини різної природи [5].
В [6, 7] досліджували адсорбційні властивості природного шунгіту у вод-
но-спиртових розчинах. Встановлено, що шунгіт ефективно адсорбує шкід-
ливі для здоров’я людини домішки, зменшуючи вміст н-пропанолу з 0,41 до
0,14 мг/дм3, і-пропанолу з 1,71 до 1,35 мг/дм3. Вміст метанолу в очищеному
шунгітом водно-спиртовому розчині зменшується з 0,0016 до 0,00035 мг/дм3.
Шунгіт є також ефективним при очищенні спиртових розчинів від альдегідів.
Метою даної роботи було вивчення адсорбційних властивостей шунгіту
шляхом ідентифікації адсорбційних поверхневих комплексів, які утворюють-
ся в процесі очищення водно-спиртових розчинів, встановлення структури й
термодесорбційних властивостей цих комплексів та дослідження можливості
регенерації активних адсорбційних центрів шунгіту для подальшого викорис-
тання.
Об’єктами дослідження були зразки природного шунгіту Зажохінського
родовища з розміром частинок 2 мм до й після його застосування в очищенні
водно-спиртових розчинів концентрацією 40 % (за об’ємом). Вибір такої
концентрації обумовлюється складом алкогольних напоїв, зокрема горілок.
Попередніми дослідженнями встановлено, що шунгіт є ефективним сорбен-
том домішок при його п’ятикратному використанні [5]. Вихідну поверхню
шунгіту перед застосуванням обробляли водяною парою для покращення
його адсорбційних властивостей.
МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ
Структурні властивості поверхні зразка шунгіту вихідного і після його за-
стосування в п’яти циклах сорбції визначали методом адсорбції азоту при
–196 °С з використанням приладу Quantachrome NovaWin2. Перед проведен-
ням досліджень зразки дегазували при 180 °С протягом 20 год у вакуумі, що
гарантувало видалення з поверхні всіх фізично адсорбованих речовин. Пито-
му поверхню (SБET) зразків визначали методом БЕТ, сумарний об’єм пор VS –
з адсорбції азоту при p/pS = 0,99, розподіл пор – методом DFT (density
functional theory – теорія функціонала густини).
Кути змочування зразків шунгіту вихідного й після оброблення водяною
парою та водно-спиртовим розчином визначали методом “лежачої краплі”.
Підкладки вихідного шунгіту для змочування готували з кусків шунгіту роз-
міром 2×2 см, поверхню зразків полірували, вимірювали кути натікання.
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2017, № 6 61
Вміст і термічну стійкість адсорбційних комплексів на поверхні шунгіту
визначали методом термогравіметрії (ТГ). Зразок сорбенту (50 мг) нагрівали
від 30 до 500 °С в потоці аргону (40 см3/хв) зі швидкістю 5 °С/хв і визначали
зміну маси внаслідок вилучення з поверхні різних сорбованих форм. Чутли-
вість методу складає 3,4·10–5 г.
Стан поверхні сорбентів вивчали методом температурно-програмованої де-
сорбційної мас-спектрометрії (ТПД МС) з використанням однополярного ква-
друпольного мас-спектрометра МХ 7304А (АО “Selmi”, м. Суми) [7], як детек-
тора частинок, що десорбуються з поверхні зразків. В роботі було використано
мас-спектрометр із наступними параметрами: діапазон мас – 10–200 Дальтон,
чутливість – 0,01 г, температура змінювалась від 20 до 800 °С зі швидкістю
10 °С/хв. Досліджуваний зразок шунгіту поміщали у кварцову кювету, яка
вакуумувалась до 10–4–10–5 Па. Обсяг реактора відповідає тій кількості зраз-
ка, яка, з одного боку, є оптимальною для чутливості реєстраційної системи,
і, з іншого боку, є мінімальною для того, щоб виключити реадсорбцію. Про-
дукти, що виділялися із зразка в процесі його нагрівання, відкачували вакуу-
мною системою й одночасно аналізували мас-спектрометром. В результаті
одного експерименту отримуємо групу термодесорбційних (ТД) спектрів, що
дає можливість забезпечити однозначну ідентифікацію продуктів термічного
розкладання й запропонувати надійну інтерпретацію десорбції поверхневих
комплексів з поверхні дисперсних зразків.
ІЧ Фур’є-спектроскопію використовували для ідентифікації функціональ-
них груп на поверхні досліджуваних зразків шунгіту. Зміну складу функціо-
нальних груп шунгіту оцінювали методом порушеного повного внутрішнього
відбивання (ППВВ) із застосуванням відповідної приставки для ІЧ Фур’є-
спектрометра Nicolet 6700.
РЕЗУЛЬТАТИ ТА ОБГОВОРЕННЯ
Вихідний зразок шунгіту має питому поверхню SBET = 8,6 м2/г і сумарний
об’єм пор VS = 0,033 см3/г; після п’яти циклів сорбції і проведеної термічної
обробки (180 °С, 20 год, вакуум) питома поверхня й об’єм пор зростають до
10,8 м2/г і 0,035 см3/г відповідно.
Кути змочування поверхні шунгіту водою й водно-спиртовими розчинами
змінюються від 90 °С до майже нуля й суттєво залежать від шорсткості, по-
ристості та складу функціональних груп на його поверхні. Вихідна полірова-
на поверхня шунгіту краще змочується спиртовим розчином (рис. 1, б), ніж
водою (рис. 1, а), що пояснюється більш високим поверхневим натягом води.
Суттєво сприяє змочуванню обробка поверхні парою (рис. 1, в, г). Заповнення
пор вологою приводить до формування гетерогенної поверхні, яка змочується
краще, ніж гомогенна. Змочування покращується також зі збільшенням пори-
стості шунгіту за рахунок термообробки.
а б в
г
Рис. 1. Змочування поверхні шунгіту водою (а, в) і спиртовим розчином (б, г): вихідна
поверхня шунгіту (а, б), поверхня шунгіту, оброблена парою (в, г).
www.ism.kiev.ua/stm 62
На рис. 2, а наведено результати дослідження зразків шунгіту вихідного й
після п’яти циклів сорбції з водно-спиртових розчинів методом ТГ. Вихідний
шунгіт (см. рис. 2, а, крива 1) характеризується незначним сумарним ефектом
(менше 1,2 %) втрати маси при нагріванні в температурному інтервалі 30–
500 °С. Ефект втрати маси при 100 °С відповідає десорбції фізично сорбова-
ної води, а подальше зменшення маси при нагріванні, імовірно, зв’язано з
розкладанням функціональних груп поверхні шунгіту й видаленням газопо-
дібних СО2, Н2О, СО тощо. Порівняно з вихідним зразком шунгіту, зразок
після п’яти циклів адсорбції (см. рис. 2, а, крива 2) характеризується поміт-
ним ефектом втрати маси в температурному інтервалі 80–180 °С. На рис. 2, б
наведено температурну залежність різниці між втратою маси зразка шунгіту
після п’яти циклів адсорбції і вихідного (Δm) та її диференціальну форму.
Значення Δm помітно зменшується в температурному інтервалі 80–180 °С, що
обумовлено видаленням з поверхні сорбованих речовин. Зменшення Δm
складає ∼ 0,7 %, що узгоджується з невеликим значенням питомої поверхні
шунгіту.
0 100 200 300 400 T, °C
2
m, %
1
100,0
99,5
99,0
98,5
98,0
а
0 100 200 300 400 500
99,2
99,4
99,6
99,8
0
Δm, % dΔm/dt⋅10
2
, г/°C
100,0
–1,2
–0,8
–0,4
б
Рис. 2. Температурна залежність втрати маси зразків шунгіту вихідного (1) і після п’яти
циклів сорбції (2) (а); температурна залежність різниці між втратою маси зразка шунгіту
після п’яти циклів сорбції і вихідного та її диференціальна форма (б).
Якщо припустити, що сорбованими речовинами є спирти, то оціночна єм-
ність моношару шунгіту (SBET = 8,6 м2/г) за пропанолом (посадковий майдан-
чик – 28,2 Å2) дорівнює 5,1⋅10–5 моль/г; за бутанолом (посадковий майдан-
чик – 35,3 Å2) [9] становить 4,1⋅10–5 моль/г. Маси моношару, розраховані для
різних спиртів, майже не відрізняються й складають 3,03–3,07⋅10–3 г/г, тобто
∼ 0,3 % від маси сорбенту. Порівняння маси моношару з втратою маси (Δm ≈
0,7 %), визначеною методом ТГ, дозволяє вважати, що адсорбційний стан
вилучених з водно-спиртового розчину молекул спиртів буде відповідати
утворенню лише двох молекулярних шарів на поверхні шунгіту.
Разом з тим, температурний інтервал десорбції сорбованих домішок з по-
верхні шунгіту (см. рис. 2, б) є суттєво вищим за температури кипіння спир-
тів: температури кипіння пропанову, бутанолу, ізопропанолу й ізобутанолу
дорівнюють 97,4, 117,4, 82,4 і 100 °С відповідно. Найбільша швидкість вида-
лення сорбованих речовин спостерігається за температури 134 °С, що вказує
на утворення доволі міцних адсорбційних комплексів домішок з поверхнею
шунгіту.
На рис. 3 наведено ТД-спектри зразка шунгіту вихідного й після п’яти ци-
клів сорбції. Видно, що основними продуктами десорбції з поверхні вихідно-
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2017, № 6 63
го зразка є вода (m/z = 18), монооксид вуглецю (m/z =28), діоксид вуглецю
(m/z = 44) і діоксид сірки (m/z = 64).
0 100 200 300 400 500 600 700 T, °C
100
200
300
400
500
4
3
2
1
0
І,
в
ід
н
. о
д.
а
0 100 200 300 400 500 600 700 T, °C
100
200
300
400
500
600
4
3
2
1
0
І,
в
ід
н
. о
д.
б
Рис. 3. Частини ТПД МС-спектрів продуктів десорбції з m/z = 18 (1), 28 (2), 44 (3), 64 (4) з
поверхні зразка шунгіту вихідного (а) і після п’яти циклів сорбції (б).
Вода з поверхні вихідного зразка (см. рис. 3, а) десорбується в інтервалах
100–150 °С (відповідає фізично сорбованій формі), 150–400 °С (утворюється
в результаті дегідратації поверхневих груп шунгіту) і 450–700 °С (є продук-
том розкладання високотемпературних поверхневих груп шунгіту). Десорб-
ція СО2 (m/z = 44) спостерігається у всьому дослідженому температурному
інтервалі. Виділення СО2 за низьких температур пояснюється розкладанням
його фізично сорбованих форм, а за високих – деструкцією карбоксильних,
ангідридних і лактонних груп поверхні зразка. Інтенсивна десорбція СО (m/z
= 28) починається після 520 °С, що свідчить про деструкцію найбільш стій-
ких функціональних груп поверхневого шару шунгіту. Десорбція SO2 (m/z =
64) з поверхневого шару шунгіту відбувається при 280 і 430 °С, що вказує на
розкладання сульфогруп [10] на поверхні шунгіту.
З поверхні шунгіту після п’яти циклів сорбції (см. рис. 3, б) як і з поверхні
вихідного шунгіту, десорбуються вода (m/z = 18), монооксид вуглецю (m/z =
28), діоксид вуглецю (m/z = 44) і SO2 (m/z = 64). Як видно з наведених даних,
низькотемпературні піки виділення води з поверхні шунгіту після п’яти цик-
лів сорбції стали дещо більш інтенсивними порівняно з високотемператур-
ними (450–700 °С), що пов’язано зі значним утворенням адсорбційних ком-
плексів вода–спирт. Десорбційні піки СО2 (m/z = 44) при 250 і 450 °С є більш
чіткими, що пов’язано з витісненням з поверхні різних адсорбційних компле-
ксів СО2 при очищенні водно-спиртових сумішей. Термодесорбційний про-
філь СО (m/z = 28) має слабко виражений максимум при 230 °С і різке збіль-
шення інтенсивності після 560 °С, що є подібним до ТПД МС-спектру вихід-
ного зразка. Виділення SO2 (m/z = 64) також характеризується двома інтенси-
вними піками – при 360 і 445 °С.
На рис. 4 наведено частини ТПД МС-спектрів продуктів десорбції, які утво-
рюються на поверхні шунгіту при його використанні для очищення водно-
спиртових сумішей. В ТПД МС-спектрах шунгіту після п’яти циклів сорбції
знайдено фрагменти спиртової серії з m/z = 31 і 45 та фрагменти алканової
(m/z = 29, 43) й алкенової (m/z = 27, 41) серій.
Виділення фрагментів спиртової серії спостерігається в інтервалі темпера-
тур 100–250 °С з максимумом при 195 °С, що вказує на утворення доволі
міцних форм сорбованих спиртів. Помітне виділення фрагментів з m/z = 27,
29 і 45 в температурному інтервалі 200–600 °С підтверджує факт міцної адсо-
www.ism.kiev.ua/stm 64
рбції молекул з водно-спиртових сумішей на поверхні шунгіту. Фрагмент з
m/z = 5 може також утворюватися при фрагментації молекул карбонових кис-
лот. Їхнє утворення є імовірним внаслідок окиснення альдегідів, які присутні
як домішки у водно-спиртових розчинах. Результати ТГ і ТПД МС дослі-
джень вказують на існування різних типів сорбційних центрів на поверхні
шунгіту. Основна частина домішок (спирти й альдегіди) сорбуються на
центрах, які характеризуються помірною взаємодією; десорбція з таких
центрів відбувається в температурному інтервалі 80–200 °С. Разом з тим на
поверхні існує невелика кількість адсорбційних центрів, які забезпечують
утворення міцних адсорбційних комплексів з температурами розкладання
більшими за 200 °С.
0 100 200 300 400 500 600 700 T, °C
0
20
40
60
80
100
120
4
3
2
1
І,
в
ід
н
. о
д.
Рис. 4. Частини ТПД МС-спектрів продуктів десорбції з m/z = 27 (1), 29 (2), 31 (3), 45 (4) з
поверхні зразка шунгіту після п’яти циклів сорбції.
Методом ППВВ було отримано спектри поглинання в середньому діапа-
зоні (600–4000 см–1) ІЧ-області для вихідних зразків шунгіту (рис. 5, а) і після
п’ятикратного їх використання як сорбенту (рис. 5, б). Кожен дослідний
об’єкт представлено чотирма окремими зразками (серії 1–4). Головною особ-
ливістю спектральних характеристик зразків шунгіту після використання як
сорбенту є відсутність відгуку від функціональних поверхневих карбонільних
груп (смуга при 1090 см–1, що асоціюється із C–OH-коливанням) і зменшення
смуги поглинання в області коливання гідроксильних груп (3380 см–1). Зага-
льний вигляд смуг поглинання в області частот 800–1300 см–1 (а значить і
склад функціональних груп, що їм відповідають) двох цих матеріалів суттєво
відрізняється (см. рис. 5, а, б). Згадане свідчить про те, що після п’яти-
кратного використання адсорбційні властивості шунгіту значно погіршуються,
що пов’язане зі зміною складу функціональних груп на його поверхні. Ці гру-
пи, ймовірно, відповідають за адсорбційні властивості природного шунгіту.
Розподілення об’єму пор і площі поверхні за розміром пор для зразків шу-
нгіту представлено на рис. 6. Видно, що для зразка шунгіту після п’яти цик-
лів сорбції і наступної термічної обробки (180 °С, 20 год, вакуум) частка пор
з радіусом 2,5–3,5 нм помітно зростає. Кількість пор більших розмірів збері-
гається приблизно однаковою, що узгоджується зі зростанням площі поверхні
й об’єму пор та зменшенням їхнього середнього радіусу при переході від
вихідного зразка до відпрацьованого.
Дані, що одержано, можна пояснити утворенням внаслідок сорбції спиртів
й інших домішок міцних адсорбційних комплексів на поверхні шунгіту, що
підтверджується зникненням в ІЧ-спектрах смуг поглинання гідроксильних і
карбонільних поверхневих груп шунгіту. Подальша термічна обробки зразка
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2017, № 6 65
зі сорбованими домішками у вакуумі приводить до розкладання цих адсорб-
ційних комплексів, вилучення різних, в тому числі й малолетких речовин з
поверхні шунгіту, та регенерації і додаткового формування мезопор шири-
ною 5–7 нм.
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
4
3
2
Хвильове число, см
–1
1
A
bs
,
ві
дн
. о
д.
а
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
4
3
2
1
Хвильове число, см
–1
A
bs
, в
ід
н
. о
д.
б
Рис. 5. Спектри поглинання серії зразків (1–4) шунгіту вихідного (а) і після п’ятикратного
використання як сорбенту (б).
2 3 4 5 6 7 8 9 10
0
0,01
0,02
0,03
1
Радіус пори, нм
2
dV
,
см
3 /н
м
г
а
2 3 4 5 6 7 8 9 10
0
5
10
15
20
Радіус пори, нм
1
2
dS
,
м
2 /н
м
г
б
Рис. 6. Залежності приросту загального об’єму (а) і площі пор (б) від радіусу пори для
зразків шунгіту до (1) і після п’ятикратного використання як сорбенту (2).
Таким чином, незважаючи на невеликі питому поверхню й сорбційний
об’єм, шунгіт здатен ефективно сорбувати вищі спирти та інші домішки із
водно-спиртових сумішей з утворенням доволі міцних адсорбційних компле-
ксів. У результаті термічної обробки при 180 °С у вакуумі адсорбційні ком-
плекси практично повністю розкладаються, що приводить до регенерації й
незначного збільшення поверхні та сорбційного об’єму шунгіту. Дані, що
одержано, вказують на принципову можливість відновлення адсорбційних
центрів на поверхні шунгіту після п’яти циклів сорбції, що подовжить термін
його використання як сорбенту. Імовірною причиною таких адсорбційних
властивостей шунгіту є поєднання в його складі вуглецевої і мінеральної
складової та наявність різноманітних функціональних груп, що забезпечує
формування адсорбційних центрів різної природи.
Адсорбционные свойства шунгита по очистки водно-спиртовых рас-
творов от высших спиртов и других примесей исследованы методами адсорбции азота,
термогравиометрии, смачивания, термопрограммированной десорбции с масс-спектро-
метрической регистрацией продуктов и ИК-спектроскопии. Показано, что шунгит спо-
собен эффективно сорбировать примеси по водно-спиртовых растворов с образованием
www.ism.kiev.ua/stm 66
довольно прочных адсорбционных комплексов. В результате термической обработки при
180 °С в вакууме адсорбционные комплексы практически полностью разлагаются, что
приводит к регенерации и незначительному увеличению удельной поверхности и сорбци-
онного объема шунгита. Полученные данные указывают на принципиальную возмож-
ность восстановления адсорбционных центров на поверхности шунгита, что продлит
срок его использования в качестве сорбента.
Ключевые слова: природные сорбенты, шунгит, смачивание, адсорбци-
онные комплексы, термопрограммированная десорбция, функциональные поверхностные
группы.
Shungite adsorption capacity to remove higher alcohols and other impurities
from water-alcohol solution has been investigated by the methods of nitrogen adsorption, ther-
mogravimetry, wetting, temperature-programmed desorption mass spectrometry and FTIR spec-
troscopy. It was shown that shungit able to effectively absorb impurities from water-alcohol
solution and to form relatively strong adsorption systems. As a result of the heat treatment at
180 °C in a vacuum adsorption complexes almost completely decomposed, leading to regenera-
tion and a slight increase in specific surface area and volume of the sorption shungite. The data
indicate the theoretical possibility of recovery of adsorption centers on the shungite surface that
extend to use shungite as a sorbent.
Keywords: natural sorbents, shungit, wetting, adsorption systems, tempera-
ture-programmed desorption, surface functional groups.
1. Piendl V. A. Die Bedeutung der alkoholischen Begleistoffe // Brauwelt. – 1978. – 118, N 38. –
P. 1388–1393.
2. Безруков Н. Е., Буховец Е. Г., Казначеев А. В. и др. Очистка водки от альдегидов // Про-
изводство спирта и ликероводочных изделий. – 2005. – № 1. – С. 32–33.
3. Мельник Л. М., Манк В. В., Марцін І. І. Ефективність дії природних дисперсних мінера-
лів в очищенні водно-спиртових розчинів // Наук. праці НУХТ. – 2004. – № 15. – С. 23–
25.
4. Сидоров Л. Н., Юровская М. А., Борщевский А. Я. и др. Фуллерены / Под ред. Л. Н. Си-
дорова. – М.: Экзамен. – 2005. – 688 с.
5. Шейко Т. В., Мельник Л. М., Строй А. Н. Адсорбционная очистка сока столовой свеклы
от ионов тяжелых металлов шунгитом // Сб. науч. тр. междунар. конф. “Пищевая наука,
техника и технологии – 2011”, 14–15 окт. 2011 г., Пловдив, Болгария. – С. 537–540.
6. Melnik L., Tkachuk N., Turchun O. et al. Water-alcohol absorbing cleaning out higher alcohols
by shungite // Ukrainian J. Food Sci. – 2014. – 2, N 2. – Р. 312–317.
7. Турчун О. В., Мельник Л. М., Ткачук Н. А., Мельник З. П. Адсорбція альдегідів із водно-
спиртових розчинів шунгітом // Наук. праці Одеської національної академії харчових
технологій. – 2014. – 3, вип. 45. – С. 30–34.
8. Мельник Л. М., Громовий Т. Ю. Дослідження шунгіту методом десорбційної мас-
спектрометрії // Фізика і хімія твердого тіла. – 2015. – 16, № 2. – С. 383–387.
9. Kudryashov S. Yu., Kopytin K. A., Pavlov M. Yu. et al. Adsorption of organic vapors on the
carbopack y carbon adsorbent modified with heptakis-(2,3,6-tri-O-methyl)-β-cyclodextrin //
Russian J. Phys. Chem. – 2010. – 84, N 3. – Р. 495–502.
10. Diyuk V. E., Zaderko A. N., Grishchenko L. M
et al. Efficient carbon-based acid catalysts for the propan-2-ol dehydration // Catal. Commun. –
2012. – 27. – P. 33–37.
Надійшла 03.02.17
<<
/ASCII85EncodePages false
/AllowTransparency false
/AutoPositionEPSFiles true
/AutoRotatePages /None
/Binding /Left
/CalGrayProfile (Dot Gain 20%)
/CalRGBProfile (sRGB IEC61966-2.1)
/CalCMYKProfile (U.S. Web Coated \050SWOP\051 v2)
/sRGBProfile (sRGB IEC61966-2.1)
/CannotEmbedFontPolicy /Warning
/CompatibilityLevel 1.4
/CompressObjects /Off
/CompressPages true
/ConvertImagesToIndexed true
/PassThroughJPEGImages true
/CreateJobTicket false
/DefaultRenderingIntent /Default
/DetectBlends true
/DetectCurves 0.1000
/ColorConversionStrategy /LeaveColorUnchanged
/DoThumbnails true
/EmbedAllFonts true
/EmbedOpenType false
/ParseICCProfilesInComments true
/EmbedJobOptions true
/DSCReportingLevel 0
/EmitDSCWarnings false
/EndPage -1
/ImageMemory 1048576
/LockDistillerParams true
/MaxSubsetPct 100
/Optimize false
/OPM 1
/ParseDSCComments true
/ParseDSCCommentsForDocInfo true
/PreserveCopyPage true
/PreserveDICMYKValues true
/PreserveEPSInfo true
/PreserveFlatness true
/PreserveHalftoneInfo false
/PreserveOPIComments false
/PreserveOverprintSettings true
/StartPage 1
/SubsetFonts true
/TransferFunctionInfo /Remove
/UCRandBGInfo /Preserve
/UsePrologue false
/ColorSettingsFile ()
/AlwaysEmbed [ true
]
/NeverEmbed [ true
]
/AntiAliasColorImages false
/CropColorImages true
/ColorImageMinResolution 300
/ColorImageMinResolutionPolicy /OK
/DownsampleColorImages false
/ColorImageDownsampleType /Bicubic
/ColorImageResolution 300
/ColorImageDepth 8
/ColorImageMinDownsampleDepth 1
/ColorImageDownsampleThreshold 1.50000
/EncodeColorImages true
/ColorImageFilter /FlateEncode
/AutoFilterColorImages false
/ColorImageAutoFilterStrategy /JPEG
/ColorACSImageDict <<
/QFactor 0.15
/HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1]
>>
/ColorImageDict <<
/QFactor 0.15
/HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1]
>>
/JPEG2000ColorACSImageDict <<
/TileWidth 256
/TileHeight 256
/Quality 30
>>
/JPEG2000ColorImageDict <<
/TileWidth 256
/TileHeight 256
/Quality 30
>>
/AntiAliasGrayImages false
/CropGrayImages true
/GrayImageMinResolution 300
/GrayImageMinResolutionPolicy /OK
/DownsampleGrayImages false
/GrayImageDownsampleType /Bicubic
/GrayImageResolution 300
/GrayImageDepth 8
/GrayImageMinDownsampleDepth 2
/GrayImageDownsampleThreshold 1.50000
/EncodeGrayImages true
/GrayImageFilter /FlateEncode
/AutoFilterGrayImages false
/GrayImageAutoFilterStrategy /JPEG
/GrayACSImageDict <<
/QFactor 0.15
/HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1]
>>
/GrayImageDict <<
/QFactor 0.15
/HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1]
>>
/JPEG2000GrayACSImageDict <<
/TileWidth 256
/TileHeight 256
/Quality 30
>>
/JPEG2000GrayImageDict <<
/TileWidth 256
/TileHeight 256
/Quality 30
>>
/AntiAliasMonoImages false
/CropMonoImages true
/MonoImageMinResolution 1200
/MonoImageMinResolutionPolicy /OK
/DownsampleMonoImages false
/MonoImageDownsampleType /Bicubic
/MonoImageResolution 1200
/MonoImageDepth -1
/MonoImageDownsampleThreshold 1.50000
/EncodeMonoImages true
/MonoImageFilter /CCITTFaxEncode
/MonoImageDict <<
/K -1
>>
/AllowPSXObjects false
/CheckCompliance [
/None
]
/PDFX1aCheck false
/PDFX3Check false
/PDFXCompliantPDFOnly false
/PDFXNoTrimBoxError true
/PDFXTrimBoxToMediaBoxOffset [
0.00000
0.00000
0.00000
0.00000
]
/PDFXSetBleedBoxToMediaBox true
/PDFXBleedBoxToTrimBoxOffset [
0.00000
0.00000
0.00000
0.00000
]
/PDFXOutputIntentProfile (None)
/PDFXOutputConditionIdentifier ()
/PDFXOutputCondition ()
/PDFXRegistryName ()
/PDFXTrapped /False
/CreateJDFFile false
/Description <<
/CHS <FEFF4f7f75288fd94e9b8bbe5b9a521b5efa7684002000500044004600206587686353ef901a8fc7684c976262535370673a548c002000700072006f006f00660065007200208fdb884c9ad88d2891cf62535370300260a853ef4ee54f7f75280020004100630072006f0062006100740020548c002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e003000204ee553ca66f49ad87248672c676562535f00521b5efa768400200050004400460020658768633002>
/CHT <FEFF4f7f752890194e9b8a2d7f6e5efa7acb7684002000410064006f006200650020005000440046002065874ef653ef5728684c9762537088686a5f548c002000700072006f006f00660065007200204e0a73725f979ad854c18cea7684521753706548679c300260a853ef4ee54f7f75280020004100630072006f0062006100740020548c002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e003000204ee553ca66f49ad87248672c4f86958b555f5df25efa7acb76840020005000440046002065874ef63002>
/DAN <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>
/DEU <FEFF00560065007200770065006e00640065006e0020005300690065002000640069006500730065002000450069006e007300740065006c006c0075006e00670065006e0020007a0075006d002000450072007300740065006c006c0065006e00200076006f006e002000410064006f006200650020005000440046002d0044006f006b0075006d0065006e00740065006e002c00200076006f006e002000640065006e0065006e002000530069006500200068006f00630068007700650072007400690067006500200044007200750063006b006500200061007500660020004400650073006b0074006f0070002d0044007200750063006b00650072006e00200075006e0064002000500072006f006f0066002d00470065007200e400740065006e002000650072007a0065007500670065006e0020006d00f60063006800740065006e002e002000450072007300740065006c006c007400650020005000440046002d0044006f006b0075006d0065006e007400650020006b00f6006e006e0065006e0020006d006900740020004100630072006f00620061007400200075006e0064002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e00300020006f0064006500720020006800f600680065007200200067006500f600660066006e00650074002000770065007200640065006e002e>
/ESP <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>
/FRA <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>
/ITA <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>
/JPN <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>
/KOR <FEFFc7740020c124c815c7440020c0acc6a9d558c5ec0020b370c2a4d06cd0d10020d504b9b0d1300020bc0f0020ad50c815ae30c5d0c11c0020ace0d488c9c8b85c0020c778c1c4d560002000410064006f0062006500200050004400460020bb38c11cb97c0020c791c131d569b2c8b2e4002e0020c774b807ac8c0020c791c131b41c00200050004400460020bb38c11cb2940020004100630072006f0062006100740020bc0f002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e00300020c774c0c1c5d0c11c0020c5f40020c2180020c788c2b5b2c8b2e4002e>
/NLD (Gebruik deze instellingen om Adobe PDF-documenten te maken voor kwaliteitsafdrukken op desktopprinters en proofers. De gemaakte PDF-documenten kunnen worden geopend met Acrobat en Adobe Reader 5.0 en hoger.)
/NOR <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>
/PTB <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>
/SUO <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>
/SVE <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>
/ENU (Use these settings to create Adobe PDF documents for quality printing on desktop printers and proofers. Created PDF documents can be opened with Acrobat and Adobe Reader 5.0 and later.)
/RUS ()
>>
/Namespace [
(Adobe)
(Common)
(1.0)
]
/OtherNamespaces [
<<
/AsReaderSpreads false
/CropImagesToFrames true
/ErrorControl /WarnAndContinue
/FlattenerIgnoreSpreadOverrides false
/IncludeGuidesGrids false
/IncludeNonPrinting false
/IncludeSlug false
/Namespace [
(Adobe)
(InDesign)
(4.0)
]
/OmitPlacedBitmaps false
/OmitPlacedEPS false
/OmitPlacedPDF false
/SimulateOverprint /Legacy
>>
<<
/AddBleedMarks false
/AddColorBars false
/AddCropMarks false
/AddPageInfo false
/AddRegMarks false
/ConvertColors /NoConversion
/DestinationProfileName ()
/DestinationProfileSelector /NA
/Downsample16BitImages true
/FlattenerPreset <<
/PresetSelector /MediumResolution
>>
/FormElements false
/GenerateStructure true
/IncludeBookmarks false
/IncludeHyperlinks false
/IncludeInteractive false
/IncludeLayers false
/IncludeProfiles true
/MultimediaHandling /UseObjectSettings
/Namespace [
(Adobe)
(CreativeSuite)
(2.0)
]
/PDFXOutputIntentProfileSelector /NA
/PreserveEditing true
/UntaggedCMYKHandling /LeaveUntagged
/UntaggedRGBHandling /LeaveUntagged
/UseDocumentBleed false
>>
]
>> setdistillerparams
<<
/HWResolution [2400 2400]
/PageSize [612.000 792.000]
>> setpagedevice
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-160164 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0203-3119 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:32:06Z |
| publishDate | 2017 |
| publisher | Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Мельник, Л.М. Ткачук, Н.А. Турчун, О.В. Діюк, В.Е. Іщенко, О.В. Бєда, О.А. Кістерська, Л.Д. Логінова, О.Б. Лисовенко, С.О. Гонтар, О.Г. Гаращенко, В.В. 2019-10-25T10:44:34Z 2019-10-25T10:44:34Z 2017 Адсорбційні властивості шунгіту в процесі очищення водно-спиртових розчинів / Л.М. Мельник, Н.А. Ткачук, О.В. Турчун, В.Е. Діюк, О.В. Іщенко, О.А. Бєда, Л.Д. Кістерська, О.Б. Логінова, С.О. Лисовенко, О.Г. Гонтар, В.В. Гаращенко // Сверхтвердые материалы. — 2017. — № 6. — С. 59-66. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. 0203-3119 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160164 544.723 Адсорбційні властивості шунгіту щодо вилучення вищих спиртів та інших домішок з водно-спиртових розчинів досліджено методами адсорбції азоту, термогравіметрії, змочування, термопрограмованої десорбції з масспектрометричною реєстрацією продуктів та ІЧ-спектроскопії. Показано, що шунгіт здатен ефективно сорбувати домішки з водно-спиртових розчинів з утворенням доволі міцних адсорбційних комплексів. В результаті термічної обробки при 180 °С у вакуумі адсорбційні комплекси практично повністю розкладаються, що приводить до регенерації і незначного збільшення питомої поверхні та сорбційного об’єму шунгіту. Одержані дані вказують на принципову можливість відновлення адсорбційних центрів на поверхні шунгіту, що подовжить термін його використання як сорбенту. Адсорбционные свойства шунгита по очистки водно-спиртовых растворов от высших спиртов и других примесей исследованы методами адсорбции азота, термогравиометрии, смачивания, термопрограммированной десорбции с масс-спектрометрической регистрацией продуктов и ИК-спектроскопии. Показано, что шунгит способен эффективно сорбировать примеси по водно-спиртовых растворов с образованием довольно прочных адсорбционных комплексов. В результате термической обработки при 180 °С в вакууме адсорбционные комплексы практически полностью разлагаются, что приводит к регенерации и незначительному увеличению удельной поверхности и сорбционного объема шунгита. Полученные данные указывают на принципиальную возможность восстановления адсорбционных центров на поверхности шунгита, что продлит срок его использования в качестве сорбента. Shungite adsorption capacity to remove higher alcohols and other impurities from water-alcohol solution has been investigated by the methods of nitrogen adsorption, thermogravimetry, wetting, temperature-programmed desorption mass spectrometry and FTIR spectroscopy. It was shown that shungit able to effectively absorb impurities from water-alcohol solution and to form relatively strong adsorption systems. As a result of the heat treatment at 180 °C in a vacuum adsorption complexes almost completely decomposed, leading to regeneration and a slight increase in specific surface area and volume of the sorption shungite. The data indicate the theoretical possibility of recovery of adsorption centers on the shungite surface that extend to use shungite as a sorbent. uk Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України Сверхтвердые материалы Получение, структура, свойства Адсорбційні властивості шунгіту в процесі очищення водно-спиртових розчинів Adsorption properties of shungite in purification of water–alcohol solutions Article published earlier |
| spellingShingle | Адсорбційні властивості шунгіту в процесі очищення водно-спиртових розчинів Мельник, Л.М. Ткачук, Н.А. Турчун, О.В. Діюк, В.Е. Іщенко, О.В. Бєда, О.А. Кістерська, Л.Д. Логінова, О.Б. Лисовенко, С.О. Гонтар, О.Г. Гаращенко, В.В. Получение, структура, свойства |
| title | Адсорбційні властивості шунгіту в процесі очищення водно-спиртових розчинів |
| title_alt | Adsorption properties of shungite in purification of water–alcohol solutions |
| title_full | Адсорбційні властивості шунгіту в процесі очищення водно-спиртових розчинів |
| title_fullStr | Адсорбційні властивості шунгіту в процесі очищення водно-спиртових розчинів |
| title_full_unstemmed | Адсорбційні властивості шунгіту в процесі очищення водно-спиртових розчинів |
| title_short | Адсорбційні властивості шунгіту в процесі очищення водно-спиртових розчинів |
| title_sort | адсорбційні властивості шунгіту в процесі очищення водно-спиртових розчинів |
| topic | Получение, структура, свойства |
| topic_facet | Получение, структура, свойства |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160164 |
| work_keys_str_mv | AT melʹniklm adsorbcíinívlastivostíšungítuvprocesíočiŝennâvodnospirtovihrozčinív AT tkačukna adsorbcíinívlastivostíšungítuvprocesíočiŝennâvodnospirtovihrozčinív AT turčunov adsorbcíinívlastivostíšungítuvprocesíočiŝennâvodnospirtovihrozčinív AT díûkve adsorbcíinívlastivostíšungítuvprocesíočiŝennâvodnospirtovihrozčinív AT íŝenkoov adsorbcíinívlastivostíšungítuvprocesíočiŝennâvodnospirtovihrozčinív AT bêdaoa adsorbcíinívlastivostíšungítuvprocesíočiŝennâvodnospirtovihrozčinív AT kístersʹkald adsorbcíinívlastivostíšungítuvprocesíočiŝennâvodnospirtovihrozčinív AT logínovaob adsorbcíinívlastivostíšungítuvprocesíočiŝennâvodnospirtovihrozčinív AT lisovenkoso adsorbcíinívlastivostíšungítuvprocesíočiŝennâvodnospirtovihrozčinív AT gontarog adsorbcíinívlastivostíšungítuvprocesíočiŝennâvodnospirtovihrozčinív AT garaŝenkovv adsorbcíinívlastivostíšungítuvprocesíočiŝennâvodnospirtovihrozčinív AT melʹniklm adsorptionpropertiesofshungiteinpurificationofwateralcoholsolutions AT tkačukna adsorptionpropertiesofshungiteinpurificationofwateralcoholsolutions AT turčunov adsorptionpropertiesofshungiteinpurificationofwateralcoholsolutions AT díûkve adsorptionpropertiesofshungiteinpurificationofwateralcoholsolutions AT íŝenkoov adsorptionpropertiesofshungiteinpurificationofwateralcoholsolutions AT bêdaoa adsorptionpropertiesofshungiteinpurificationofwateralcoholsolutions AT kístersʹkald adsorptionpropertiesofshungiteinpurificationofwateralcoholsolutions AT logínovaob adsorptionpropertiesofshungiteinpurificationofwateralcoholsolutions AT lisovenkoso adsorptionpropertiesofshungiteinpurificationofwateralcoholsolutions AT gontarog adsorptionpropertiesofshungiteinpurificationofwateralcoholsolutions AT garaŝenkovv adsorptionpropertiesofshungiteinpurificationofwateralcoholsolutions |