SORBENTS BASED ON NON-CARBONIZED VEGETABLE RAW MATERIALS

A literature analysis was conducted with sources that describe non-carbonized plant materials (in particular, cellulose from various plants and its derivatives) as sorbents for toxic ions (Cr3+, Cd2+, Cu2+, Pb2+, Ni2+, etc.) and organic compounds, including oil products. The advantage of plant-bas...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Date:	2022
Main Authors:	Dzyazko , Yuliya, Kolomiiets, Yevhen
Format:	Article
Language:	English
Published:	V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry 2022
Online Access:	https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/450
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Ukrainian Chemistry Journal
Download file:

Institution

Ukrainian Chemistry Journal

_version_	1871465829483151360
author	Dzyazko , Yuliya Kolomiiets, Yevhen
author_facet	Dzyazko , Yuliya Kolomiiets, Yevhen
author_institution_txt_mv	[ { "author": "Yuliya Dzyazko ", "institution": "V.I. Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry of the NAS of Ukraine Palladin avenue 32\/34, 03142, Kyiv, Ukraine" }, { "author": "Yevhen Kolomiiets", "institution": "V.I. Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry of the NAS of Ukraine Palladin avenue 32\/34, 03142, Kyiv, Ukraine" } ]
author_sort	Dzyazko , Yuliya
baseUrl_str	https://ucj.org.ua/index.php/journal/oai
collection	OJS
datestamp_date	2026-07-22T08:23:49Z
description	A literature analysis was conducted with sources that describe non-carbonized plant materials (in particular, cellulose from various plants and its derivatives) as sorbents for toxic ions (Cr3+, Cd2+, Cu2+, Pb2+, Ni2+, etc.) and organic compounds, including oil products. The advantage of plant-based non-carbonized raw materials and sorption materials based on them is the ease of obtaining them from cheap and available plant materials (often from agricultural waste), while the absorbed oil products can be separated from such sorbents by pressing, and the sorbents can be reused. The disadvantage is a different composition, depending on the region of growth. The use of inexpensive materials as a matrix for a composite sorbent makes it possible to widely use such material for post-cleaning and/or as the main method of cleaning aqueous solutions for consumer needs. In particular, the addition of finely dispersed inorganic compounds (in particular, graphene oxides) and organic modifiers to non-carbonized plant material for functionalization of its surface was analyzed. Surface modification gives the sorbent hydrophobic properties and/or results in a composite sorbent having a higher sorption capacity (compared to unmodified sorbents) in relation to target pollutants. The study authors suggest using fatty acids, zinc oxide, polysiloxanes, trimethylamine and other compounds as modifiers. The impact of the porous structure of cellulose on its properties as an element of a composite sorbent is also considered. The presence of functional groups in plant materials, in particular in biopolymers, allows them to be used as cheap anion exchangers. To increase the number of ion-exchange groups, the authors of the research suggest functionalizing the surface, which leads to an increase in the number, for example, of sulphatic groups, which in turn increases the ion-exchange capacity of such an ion-exchange material or a composite based on it. When using modified hydrophobic biosorbents to remove oil and oil products from water surfaces, it is possible to regenerate the sorbents mechanically, i.e. without reagents. This provides the possibility of multiple use of biosorbents on one side and the possible complete extraction of valuable products  sorbed hydrocarbons.
doi_str_mv	10.33609/2708-129X.88.05.2022.37-68
first_indexed	2025-09-24T17:43:45Z
format	Article
fulltext	37 УДК 544.1 doi: 10.33609/2708-129X.88.05.2022.37-68 СОРБЕНТИ НА ОСНОВІ НЕКАРБОНІЗОВАНОЇ РОСЛИННОЇ СИРОВИНИ Є. О. Коломієць, Ю. С. Дзязько Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В. І. Вернадського НАН України е-mail: kolomiyetsy@gmail.com Проведено літературний аналіз джерел, у яких описано некарбонізовані рослинні матеріали (зокрема, целюлозу з різних рослин та її похідні) як сорбенти на токсичні йони (Cr3+, Cd2+, Cu2+, Pb2+, Ni2+ тощо) та органічні сполуки, в тому числі нафтопро- дукти. Перевага рослинної некарбонізованої сировини та сорбційних матеріалів на її основі – це легкість отримання з дешевих та доступних рослинних матеріалів (часто з сільськогосподарських відходів), при цьому поглинуті нафтопродукти можна відокре- мити від таких сорбентів пресуванням, а сорбенти використати повторно. Недоліком є різний склад, залежно від регіону зростання. Використання недорогих матеріалів як матриці для композиційного сорбенту дозволяє широко використовувати такий ма- теріал для доочищення та/або як основний метод очищення водних розчинів для по- треб споживачів. Зокрема, проаналізовано додавання неорганічних дрібнодисперсних сполук (зокрема, оксидів графену) та органічних модифікаторів до некарбонізованої рослинної сировини для функціоналізації її поверхні. Модифікування поверхні надає сорбенту гідрофобних властивостей та/або призво- дить до отримання композиційного сорбенту, що має вищу сорбційну ємність (по- рівняно з немодифікованими сорбентами) відносно цільових забруднюючих речовин. У ролі модифікаторів автори досліджень пропонують використовувати жирні кислоти, оксид цинку, полісилоксани, триметиламін та інші сполуки. Також розглянуто вплив пористої структури целюлози на її властивості як елемента композиційного сорбен- ту. Наявність функціональних груп у рослинних матеріалах, зокрема у біополімерах, дозволяє застосовувати їх як дешеві аніонообмінники. Для збільшення кількості іоно- обмінних груп автори досліджень пропонують функціоналізувати поверхню, що при- зводить до збільшення кількості, наприклад, сульфогруп, що в свою чергу збільшує іонообмінну ємність такого іонообмінного матеріалу чи композиту на його основі. При застосуванні модифікованих гідрофобних біосорбентів для видалення нафти і нафтопродуктів із водних поверхонь є можливою регенерація сорбентів механічним шляхом, тобто безреагентним способом. Це надає можливість багаторазового викори- стання біосорбентів з однієї сторони, та якомога повного вилучення цінних продук- тів − сорбованих вуглеводнів. Ключові слова: некарбонізований рослинний матеріал, сорбція, наночастинки, композиційний сорбент. 38 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022 СОРБЕНТИ НА ОСНОВІ НЕКАРБОНІЗОВАНОЇ РОСЛИННОЇ СИРОВИНИФІЗИЧНА ХІМІЯ ВСТУП. Найбільш розповсюдженим способом очищення стоків комунальних та промислових підприємств від забруднень є біологічний метод з використанням актив- ного мулу [1]. Проте найпростіші: грибки, водорості тощо, які містяться у мулі, є дуже чутливими до наявності у воді речовин, які сприяють їхньому неконтрольованому розмноженню, або токсичних сполук, які є шкідливими для них. У першому випадку постає проблема утилізації надлишку ак- тивного мулу, а у другому − його деградації. Саме тому за наявності у воді речовин, які негативним чином впливають на мул, до- цільним є застосування методів розділен- ня, найбільш розповсюдженими з яких є: хімічне осадження [2, 3], мембранна філь- трації [4, 5], іонний обмін та адсорбція [6, 7], коагуляція з подальшою адсорбцією іонних та молекулярних компонентів на скоагу- льованих частинках [8, 9]. За винятком коагуляції, яка пов’язана з використанням значної кількості реагентів та їхньою незворотною втратою, вказані методи застосовують здебільшого для очи- щення відносно невеликих об’ємів води. Хімічне осадження, яке у багатьох випад- ках потребує агресивних реагентів, може бути застосованим не для всіх речовин і не забезпечує зниження вмісту небажа- них компонентів до гранично допустимої концентрації. Для мембранної фільтрації, особливо за великих тисків, необхідними є коштовні матеріали та обладнання. Видалення небажаних компонентів з води методами адсорбції та іонного обмі- ну пов’язано з використанням адсорбцій- них матеріалів, як правило, синтетичних і достатньо коштовних. Серед полімерних сорбентів найпоширенішими є іонооб- мінні смоли, а серед неорганічних − фос- фати та оксиди багатовалентних металів, а також активоване вугілля. Для надання сорбентам певних властивостей або для посилення вже наявних використовують органо-неорганічні матеріали: до поверх- ні неорганічних сорбентів прививають функціональні групи [10], отримують ма- теріали типу ядро − оболонка [11] та ор- гано-неорганічні полімери [12], де неорга- нічні фрагменти вбудовані до основного ланцюга або прищеплені до нього. Іншим підходом є введення до попередньо сфор- мованої полімерної матриці частинок не- органічного іоніту − як правило, в ролі матриці використовують комерційні іоно- обмінні смоли [13−17] (аналогічний підхід застосовують й для мембран, призначених для електро- [18] та баромембранного [19] розділення). Застосовують також неорга- нічні композити [20−22], зокрема й такі, які містять новітні вуглецеві наноматеріа- ли [21, 22]. Методи адсорбції та іонного обміну можна адаптувати й до великих об’ємів води, що потребує очищення. Для цього до- цільно використовувати доступні та дешеві “low cost” матеріали, серед яких особливе місце займають рослинні відходи сільсько- господарського виробництва, основу яких становить целюлоза [23, 24]. Їхня перевага полягає не лише у дешевизні та доступно- сті, але й у можливості використання їх за мінімального попереднього оброблення, що не передбачає карбонізацію, яка, за- звичай, потребує високотемпературного термооброблення [25] або застосування агресивних реагентів [26]. Для покращення сорбційних властивостей целюлозу моди- фікують різними наповнювачами. 39https://ucj.org.ua Є. О. Коломієць, Ю. С. Дзязько УХЖ № 5 / ТОМ 88 Мета цього огляду − встановлення впли- ву хімічного оброблення та модифікування на функціональні властивості некарбоні- зованих сорбентів, отриманих з рослинної сировини. Целюлоза рослинного походження Целюлозу було відкрито Ансельмом Пайеном у 1838 році. Він вперше виділив цю речовину з деревини та встановив її хімічну формулу (C6H10O5)n. Целюлоза є основною складовою клітинних стінок рос- лин − саме ця речовина забезпечує їхню механічну міцність. Цей біополімер скла- дається з лінійних ланцюгів від кількох со- тень до багатьох тисяч ланцюгів D-глюкози, які по черзі обертаються [27−30] (рис. 2). З’єднання фрагментів глюкози забезпечує β(1→4)-глікозидний зв’язок. Це відрізняє целюлозу від інших біополімерів, таких як крохмаль глікоген, для яких притаманні α(1 → 4)-глікозидні зв’язки. На відміну від інших полісахаридів, макромолекули яких скручені, конформації макромолекул целю- лози є переважно видовженими. Рис. 1. Фрагменти, які повторюються в макромолекулі целюлози уздовж осей с (а), а та b (б) [30]. Відтворено за дозволом видавництва Springer. Fig. 1. Fragments that repeat in the cellulose macromolecule along the c (a), a, and b (b) axes [30]. Reproduced with permission from Springer. Для рослинної целюлози притаманна ієрархічна будова (рис. 2 [29]). Макромолекули утворюють мікрофібрили, діаметр яких становить 310 нм, а довжина  5060 нм і більше. Вони являють собою паракристалічні ансамблі з кількох окремих макромолекул (близько 36 у судинних рослин) [28]), які пов’язані між собою водневими зв’язками та силами Ван дер Ваальса. Діаметр мікрофібрил становить 30150 нм. Мікрофібрили утворюють макрофібрили, діаметр яких становить кілька десятків нанометрів. Поперечне зшивання мікрофібрил у макрофібрилах забезпечується гліканами (геміцелюлозою) та пектинами. Нарешті, макрофібрили упаковані у волокна. Рис. 2. Ієрархічна будова целюлози [29]. Відтворено та адаптовано з дозволу видавництва Springer. Fig. 2. Hierarchical structure of cellulose [29]. Reproduced and adapted with permission from Springer. Рис. 1. Фрагменти, які повторюються в макромолекулі целюлози уздовж осей с (а), а та b (б) [30]. Відтворено за дозволом видавництва Springer. Fig. 1. Fragments that repeat in the cellulose macromolecule along the c (a), a, and b (b) axes [30]. Reproduced with permission from Springer. Для рослинної целюлози притаманна ієрархічна будова (рис. 2 [29]). Макромо- лекули утворюють мікрофібрили, діаметр яких становить 3−10 нм, а довжина − 50−60 нм і більше. Вони являють собою па- ракристалічні ансамблі з кількох окремих макромолекул (близько 36 у судинних рос- лин) [28]), які пов’язані між собою водне- вими зв’язками та силами Ван дер Ваальса. Діаметр мікрофібрил становить 30−150 нм. Мікрофібрили утворюють макрофібрили, діаметр яких становить кілька десятків на- нометрів. Поперечне зшивання мікрофіб рил у макрофібрилах забезпечується гліка- нами (геміцелюлозою) та пектинами. На- решті, макрофібрили упаковані у волокна. 40 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022 СОРБЕНТИ НА ОСНОВІ НЕКАРБОНІЗОВАНОЇ РОСЛИННОЇ СИРОВИНИФІЗИЧНА ХІМІЯ Рис. 2. Ієрархічна будова целюлози [29]. Відтворено та адаптовано з дозволу видавництва Springer. Fig. 2. Hierarchical structure of cellulose [29]. Reproduced and adapted with permission from Springer. Рис. 1. Фрагменти, які повторюються в макромолекулі целюлози уздовж осей с (а), а та b (б) [30]. Відтворено за дозволом видавництва Springer. Fig. 1. Fragments that repeat in the cellulose macromolecule along the c (a), a, and b (b) axes [30]. Reproduced with permission from Springer. Для рослинної целюлози притаманна ієрархічна будова (рис. 2 [29]). Макромолекули утворюють мікрофібрили, діаметр яких становить 310 нм, а довжина  5060 нм і більше. Вони являють собою паракристалічні ансамблі з кількох окремих макромолекул (близько 36 у судинних рослин) [28]), які пов’язані між собою водневими зв’язками та силами Ван дер Ваальса. Діаметр мікрофібрил становить 30150 нм. Мікрофібрили утворюють макрофібрили, діаметр яких становить кілька десятків нанометрів. Поперечне зшивання мікрофібрил у макрофібрилах забезпечується гліканами (геміцелюлозою) та пектинами. Нарешті, макрофібрили упаковані у волокна. Рис. 2. Ієрархічна будова целюлози [29]. Відтворено та адаптовано з дозволу видавництва Springer. Fig. 2. Hierarchical structure of cellulose [29]. Reproduced and adapted with permission from Springer. Мікрофібрили включають кристалічні та аморфні області, які чергуються. Криста- лічність реалізується лише всередині на- норозмірних мікрофібрил; на периферії розташування макромолекул стає більш хаотичним. Целюлоза у вищих рослин кристалізується в моноклінній сингонії (просторова група P21), полімерні ланцюги розташовані уздовж осі c (див. рис. 1). Рослинна целюлоза містить велику кіль- кість домішок, основними з яких є гемі- целюлоза, пектин та лігнін (табл. 1) [30]. Кристалічність, яку обчислюють як масо- ву частку кристалічних областей у чистій целюлозі, є досить низькою, за винятком конопляних волокон. Цікаво, що для сіль- ськогосподарських культур виявлено висо- ку кристалічність на відміну від деревини. Як правило, кристалічність деревної си- ровини становить 40−50% [31]. Слід під- креслити низький ступінь кристалічності харчової добавки − комерційної целюлози Авіцель [30]. Цей тип целюлози позиціону- ють як кристалічний матеріал. Проте згід- но [32], його кристалічність знаходиться у межах 37−93%. Багаторівнева структура рослинної це- люлози зумовлює особливості її пористої структури. Це питання розглянуто далі. 41https://ucj.org.ua Є. О. Коломієць, Ю. С. Дзязько УХЖ № 5 / ТОМ 88 Таблиця 1 Table 1. Вміст компонентів (мас. %) у целюлозі рослинного походження та її кристалічність (на основі даних [30]) Content of components (wt.%) in cellulose of plant origin and its crystallinity (based on data [30]). Сировина Целюлоза Гемі- целюлоза Лігнін Пектин Віск Мінерали Кристаліч- ність Кукурудзяні качани 33 28 13 1 3 7 100 Ялина норвезька 52 23 22 3 0 0 67 Конопляні волокна 65 11 5 5 0 4 96 Фільтрувальний папір 88 7 0.3 2 0 0 68 Целюлоза Авіцель 91 4 0.3 1 0 0 47 Пориста структура целюлози Сировина, яку використовують як осно- ву (або ключовий компонент композицій- ного сорбенту), повинна відповідати таким вимогам: доступність, відтворюваність фі- зико-хімічних властивостей від однієї пар- тії сировини до іншої, а також стійкість при хімічному обробленні. До фізико-хімічних характеристик, які відіграють визначаль- ну роль у синтезі композитів, перш за все відносять пористість целюлози, оскільки частинки модифікатора осаджують саме у порах. Для рослинної целюлози характерною є наявність пор у широкому діапазоні: від мікропор до порожнин мікронних розмі- рів − останні помітні на СЕМ-зображенні (рис. 3 а), яке було отримано для стебла ко- ноплі [33]. Пори розміром від 10 мкм при- таманні основній тканині паренхімі, яка нагадує мереживо. Порожнини мікронних розмірів видно на диференційному розпо- ділі пор за радіусами (рис. 3 б). Менші пори відносять до інших тканин: епідермісу, провідних тощо. Враховуючи неоднорідність пористої структури різ- них тканин, порограми зразків стебел різ- ної маси повністю не відтворюються, хоча мають схожий вигляд. Слід зазначити, що проблему відтворюваності пористості та інших фізико-хімічних характеристик рос- линної сировини можна частково виріши- ти за рахунок вивчення та корегування факторів, які впливають на ріст і розвиток рослин: фізико-хімічного аналізу ґрунту, добрив, води та повітря. В сучасних умовах ці параметри можуть бути контрольовани- ми для відтворювання з року в рік. Проте важливим фактором, який впливає на фі- зико-хімічні характеристики рослинної сировини, зокрема на пористість, є, без- сумнівно, погодні умови, які контролювати 42 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022 СОРБЕНТИ НА ОСНОВІ НЕКАРБОНІЗОВАНОЇ РОСЛИННОЇ СИРОВИНИФІЗИЧНА ХІМІЯ неможливо. Тому повна відтворюваність складу композитів на основі целюлози є проблематичною, адже частинки модифі- катора осаджуються саме у порах. Окрім цього, у порах знаходяться домішки, які можуть частково блокувати введення роз- чину, з якого осаджується модифікатор, до мезо- та мікропор. Проте ці недоліки ком- пенсуються дешевизною та доступністю рослинної сировини, більш того, добавки можна видалити за попереднього хімічного оброблення. а б Рис. 3. СЕМ-зображення (а) стебла коноплі та розподіли пор за радіусами (б), отримані для зразків різної маси. Адаптовано з [33] Fig. 3. SEM images (a) of hemp stems and pore distributions by radii (b) obtained for samples of dif- ferent weights. Adapted from [33]. відтворюваності пористості та інших фізико-хімічних характеристик рослинної сировини можна частково вирішити за рахунок вивчення та корегування факторів, які впливають на ріст і розвиток рослин: фізико-хімічного аналізу ґрунту, добрив, води та повітря. В сучасних умовах ці параметри можуть бути контрольованими для відтворювання з року в рік. Проте важливим фактором, який впливає на фізико-хімічні характеристики рослинної сировини, зокрема на пористість, є, безсумнівно, погодні умови, які контролювати неможливо. Тому повна відтворюваність складу композитів на основі целюлози є проблематичною, адже частинки модифікатора осаджуються саме у порах. Окрім цього, у порах знаходяться домішки, які можуть частково блокувати введення розчину, з якого осаджується модифікатор, до мезо- та мікропор. Проте ці недоліки компенсуються дешевизною та доступністю рослинної сировини, більш того, добавки можна видалити за попереднього хімічного оброблення. а б Рис. 3. СЕМ-зображення (а) стебла коноплі та розподіли пор за радіусами (б), отримані для зразків різної маси. Адаптовано з [33] Fig. 3. SEM images (a) of hemp stems and pore distributions by radii (b) obtained for samples of different weights. Adapted from [33]. Так, наприклад, магнітні частинки Fe3O4 можна осадити як на макрофібрилах (рис. 4 а [34]), так і на волокнах (рис. 4 б [35]). У першому випадку осадження з розчину, що містив Fe(II) та Fe(III), проводили розчином сечовини за кімнатної температури [35], а у другому  NaOH за 50о С в атмосфері азоту [34]. Осадження відбувалося згідно реакції: FeCl2 + 2FeCl3 +8NаOH = Fe3O4 + 8NаCl + 4H2O. Отримані композити висушували за 60о С [35] або за кімнатної температури [34]. Частинки магнетиту зумовлювали таку важливу властивість композитів, як легкість видалення з води, особливо за присутності дрібнодисперсних частинок інших речовин. відтворюваності пористості та інших фізико-хімічних характеристик рослинної сировини можна частково вирішити за рахунок вивчення та корегування факторів, які впливають на ріст і розвиток рослин: фізико-хімічного аналізу ґрунту, добрив, води та повітря. В сучасних умовах ці параметри можуть бути контрольованими для відтворювання з року в рік. Проте важливим фактором, який впливає на фізико-хімічні характеристики рослинної сировини, зокрема на пористість, є, безсумнівно, погодні умови, які контролювати неможливо. Тому повна відтворюваність складу композитів на основі целюлози є проблематичною, адже частинки модифікатора осаджуються саме у порах. Окрім цього, у порах знаходяться домішки, які можуть частково блокувати введення розчину, з якого осаджується модифікатор, до мезо- та мікропор. Проте ці недоліки компенсуються дешевизною та доступністю рослинної сировини, більш того, добавки можна видалити за попереднього хімічного оброблення. а б Рис. 3. СЕМ-зображення (а) стебла коноплі та розподіли пор за радіусами (б), отримані для зразків різної маси. Адаптовано з [33] Fig. 3. SEM images (a) of hemp stems and pore distributions by radii (b) obtained for samples of different weights. Adapted from [33]. Так, наприклад, магнітні частинки Fe3O4 можна осадити як на макрофібрилах (рис. 4 а [34]), так і на волокнах (рис. 4 б [35]). У першому випадку осадження з розчину, що містив Fe(II) та Fe(III), проводили розчином сечовини за кімнатної температури [35], а у другому  NaOH за 50о С в атмосфері азоту [34]. Осадження відбувалося згідно реакції: FeCl2 + 2FeCl3 +8NаOH = Fe3O4 + 8NаCl + 4H2O. Отримані композити висушували за 60о С [35] або за кімнатної температури [34]. Частинки магнетиту зумовлювали таку важливу властивість композитів, як легкість видалення з води, особливо за присутності дрібнодисперсних частинок інших речовин. Так, наприклад, магнітні частинки Fe3O4 можна осадити як на макрофібрилах (рис. 4 а [34]), так і на волокнах (рис. 4 б [35]). У першому випадку осадження з роз- чину, що містив Fe(II) та Fe(III), проводили розчином сечовини за кімнатної темпера- тури [35], а у другому − NaOH за 50 оС в ат- мосфері азоту [34]. Осадження відбувалося згідно реакції: FeCl2 + 2FeCl3 +8NаOH = =Fe3O4 + 8NаCl + 4H2O. Отримані композити висушували за 60 оС [35] або за кімнатної температури [34]. Частинки магнетиту зумовлювали таку важливу властивість композитів, як легкість видалення з води, особливо за присутності дрібнодисперсних частинок інших речовин. Синтезовано композити целюлози, от- риманої з пшеничної соломи, з поліакри- ловою кислотою [36], з рисової соломи − з сополімером акрилової кислоти зі сти- ролом та бутадієном [37], а також з полі етиленом [38]. Відзначено високу міцність ниток, виготовлених із композитів, тому запропоновано використовувати солому як добавку до полімерів для здешевлення ви- 43https://ucj.org.ua Є. О. Коломієць, Ю. С. Дзязько УХЖ № 5 / ТОМ 88 робів із них. Композити на основі рослин- ної целюлози з бентонітом запропоновано використовувати як добавки до асфальту [39]. У [36] зазначається, що композит біо полімер-синтетичний полімер може вияв- ляти адсорбційні властивості (це відобра- жено навіть у назві статті), але відповідні експериментальні дані не наведено. Проте низку робіт присвячено вивченню саме ад- сорбційної поведінки композитів на основі целюлози рослинного походження. а б Рис. 4. Осадження частинок магнетиту на поверхні мікрофібрил [34] (дозвіл на публікацію рисунку від видавництва МDРі не вимагається) (а) та волокон (б) целюлози (адаптовано з [35] ) Fig. 4. Deposition of magnetite particles on the surface of microfibrils [34] (permission to publish the drawing from MDRi publishing house is not required) (a) and cellulose fibers (b) (adapted from [35]). . а б Рис. 4. Осадження частинок магнетиту на поверхні мікрофібрил [34] (дозвіл на публікацію рисунку від видавництва МDРі не вимагається) (а) та волокон (б) целюлози (адаптовано з [35] ) Fig. 4. Deposition of magnetite particles on the surface of microfibrils [34] (permission to publish the drawing from MDRi publishing house is not required) (a) and cellulose fibers (b) (adapted from [35]). Синтезовано композити целюлози, отриманої з пшеничної соломи, з поліакриловою кислотою [36], з рисової соломи  з сополімером акрилової кислоти зі стиролом та бутадієном [37], а також з поліетиленом [38]. Відзначено високу міцність ниток, виготовлених із композитів, тому запропоновано використовувати солому як добавку до полімерів для здешевлення виробів із них. Композити на основі рослинної целюлози з бентонітом запропоновано використовувати як добавки до асфальту [39]. У [36] зазначається, що композит біополімер-синтетичний полімер може виявляти адсорбційні властивості (це відображено навіть у назві статті), але відповідні експериментальні дані не наведено. Проте низку робіт присвячено вивченню саме адсорбційної поведінки композитів на основі целюлози рослинного походження. Загалом сорбенти, виготовлені з рослинної сировини, можна поділити на декілька класів (рис. 5). Найбільш розповсюдженим способом виготовлення сорбентів із рослинної сировини є карбонізація, у цьому випадку кінцевим продуктом є біовугілля [4042]. Карбонізація потребує спеціальних умов: високих температур та інертної атмосфери. Окрім цього, низька механічна міцність активованого вугілля зменшує перспективність його використання у багатьох випадках. Проблему становить відновлення сорбційних властивостей активованого вугілля: після вилучення з розчинів органічних речовин регенерація полягає у його термообробленні. Внаслідок цього сорбовані речовини втрачаються, а ємність вугілля зменшується. Зважаючи на це, в останні роки проводять дослідження, спрямовані на виготовлення сорбентів із некарбонізованих біополімерів рослинного походження. Відомі роботи, де досліджено використання для сорбції рослинної сировини без попередньої підготовки. Для покращення тих або інших її функціональних властивостей або для надання додаткових застосовують такі прийоми, як хімічне оброблення, що передбачає видалення домішок та амфотерних фрагментів (див. табл. 1), функціоналізацію поверхні елементів багаторівневої структури (див. рис. 2), а також виготовлення композитів. Далі розглянуто сорбційні властивості саме некарбонізованих сорбентів рослинного походження. Загалом сорбенти, виготовлені з рослин- ної сировини, можна поділити на декілька класів (рис. 5). Найбільш розповсюдженим способом виготовлення сорбентів із рос- линної сировини є карбонізація, у цьому випадку кінцевим продуктом є біовугілля [40−42]. Карбонізація потребує спеціаль- них умов: високих температур та інертної атмосфери. Окрім цього, низька механіч- на міцність активованого вугілля змен- шує перспективність його використання у багатьох випадках. Проблему становить відновлення сорбційних властивостей ак- тивованого вугілля: після вилучення з роз- чинів органічних речовин регенерація по- лягає у його термообробленні. Внаслідок цього сорбовані речовини втрачаються, а ємність вугілля зменшується. Зважаючи на це, в останні роки проводять досліджен- ня, спрямовані на виготовлення сорбентів із некарбонізованих біополімерів рослин- ного походження. Відомі роботи, де дослі- джено використання для сорбції рослин- ної сировини без попередньої підготовки. Для покращення тих або інших її функціо нальних властивостей або для надання 44 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022 СОРБЕНТИ НА ОСНОВІ НЕКАРБОНІЗОВАНОЇ РОСЛИННОЇ СИРОВИНИФІЗИЧНА ХІМІЯ додаткових застосовують такі прийоми, як хімічне оброблення, що передбачає вида- лення домішок та амфотерних фрагментів (див. табл. 1), функціоналізацію поверхні елементів багаторівневої структури (див. рис. 2), а також виготовлення композитів. Далі розглянуто сорбційні властивості саме некарбонізованих сорбентів рослин- ного походження. Рис. 5. Прийоми, які застосовують для виготовлення сорбентів із рослинної сировини Fig. 5. Techniques used for the production of sorbents from vegetable raw materials. Очищення водних поверхонь від нафто- продуктів Один із найдешевших способів доставки нафти та нафтопродуктів до споживачів − це водний транспорт. Проте перевезення цієї сировини таким способом пов’язані з небезпекою її розливу: в першу чергу в зоні ризику знаходяться території морських і океанських родовищ та портів. Окрім цьо- го, суттєвими є ризики під час видобування нафти з водних родовищ. За останні роки трапилася низка випадків розливу нафти і нафтопродуктів у всьому світі [43, 44] зо- крема в Україні [45, 46]. Після вибуху, який стався у 2010 році на напівзаглибленій на- фтовій буровій платформі надглибокого буріння Deepwater Horizon у Мексикан- ській затоці, утилізація розлитої нафти та пов'язані з цим методи відновлення навко- лишнього середовища привернули значну увагу [47, 48]. Потрібно не тільки забезпе- чити запобігання можливого забруднення води рідкими вуглеводнями, але й за необ- хідності використовувати екологічно чисті технології для очищення поверхні води від цих забруднень. Одним із найбільш ефек- тивних методів для очищення водних по- верхонь вважають екстрагування сорбен- тами [49]. Однак відомим сорбентам прита- манні такі недоліки, як низька поглинальна здатність, висока вартість і недостатня пла- вучість [50]. Для «ідеальних» адсорбуючих матеріалів мають бути притаманними такі властивості, як гідрофобність, олеофіль- ність, висока ємність, низька густина, еко- логічність. Ключове значення мають також 45https://ucj.org.ua Є. О. Коломієць, Ю. С. Дзязько УХЖ № 5 / ТОМ 88 простота виготовлення та низька собівар- тість. Перш за все, в ролі сорбентів розгля- дають природні матеріали, до яких не за- стосовано хімічне оброблення. Так, у [51] розглядають окремі рослинні матеріали та їхні суміші, виготовлені із соломи (25 та 50 мас. %), та торфу (75 та 50%), які здатні адсорбувати сиру нафту і дизельне пали- во. Функція рослинних добавок зокрема полягає у запобіганні диспергування тор- фу у водному середовищі: розмір частинок суміші становив 1–1,5 см. Ємність рослин- ної сировини за нафтою та нафтопродук- тами є меншою порівняно з торфом, тому збільшення її вмісту в суміші призводить до погіршення її сорбційних характерис- тик (рис. 6). Для порівняння використо- вували також вовну та мох. Саме для цих матеріалів знайдено найбільшу адсорбцій- ну ємність за нафтою (9.4 г г-1). У випадку дизельного палива максимальну ємність досягнуто для торфу (6.3 г г-1). Сорбенти застосовано для видалення неполярних рідин із водних поверхонь. Встановлено, що суміш торф − солома з найменшою кількістю останньої поглинає основну кількість сирої нафти (60% від роз- литого об’єму) і дизельного палива (69%) [52] (випаровування цих рідин під час сорб ції становило 2–6%). Важливим є час кон- такту сорбентів з поверхнею води: він не має перевищувати 1 год. При перевищенні рекомендованого часу контакту почина- ється десорбція нафти та сорбція води, що спричинює затоплення частинок сорбенту. Рис. 6 Сорбційна ємність некарбонізованих матеріалів рослинного та тваринного по- ходження по відношенню до сирої нафти (темні стовпчики) та дизельного палива (світлі стовпчики) [51]. Рисунок відтворено згідно дозволу видавництва Springer. Fig. 6 Sorption capacity of non-carbonized materials of plant and animal origin in relation to crude oil (dark columns) and diesel fuel (light columns) [51]. Figure reproduced with permission from Springer. Рис. 6 Сорбційна ємність некарбонізованих матеріалів рослинного та тваринного походження по відношенню до сирої нафти (темні стовпчики) та дизельного палива (світлі стовпчики) [51]. Рисунок відтворено згідно дозволу видавництва Springer. Fig. 6 Sorption capacity of non-carbonized materials of plant and animal origin in relation to crude oil (dark columns) and diesel fuel (light columns) [51]. Figure reproduced with permission from Springer. Отримання матеріалів, які характерні поєднанням супергідрофобних та суперолеофільних властивостей (в ідеальному випадку кут контакту з водою має перевищувати 150°, а з неполярними рідинами цей параметр має бути меншим, ніж 5°), наразі знаходиться у фокусі уваги. Окрім супергідрофобних та суперолеофільних властивостей, для матеріалу має бути притаманна багатошарова структуру та низька поверхнева енергія на границі його розділу з неполярною рідиною і низька поверхнева енергія [5357]. Целюлоза рослинного походження, отримана з сільськогосподарських відходів, і навіть самі неперероблені відходи можуть бути модифіковані для отримання композитів зі вказаними властивостями (див. рис. 5). Для збільшення сорбційної ємності рослинної сировини застосовують хімічне оброблення, яка полягає у видаленні домішок, та функціоналізація поверхні. Целюлозне волокно, отримане з кукурудзяної соломи, здатне поглинати розлиті нафтопродукти та мастила після делігніфікації кислим розчином NaClO2 з наступним ацетилуванням оцтовим ангідридом [58]: [С6Н7О2(ОН)3]n + 3n(СН3СО)2О → [С6Н7О2(ОСОСН3)3]n + 3nСН3СООН. (1) Оптимальні умови для ацетилування гідроксильних груп целюлозного волокна відповідають 120°С, а тривалість реакції становить 7 год. Саме за цих умов спостерігаємо найбільше збільшення ваги целюлози за рахунок заміщення гідроксильних груп на ацетатні: приріст маси становить 34.5 %, а ступінь кристалічності целюлози досягає 79%. Для порівняння: ця величина становить лише 5 та 12% для целюлози вихідної та після делігнифікування. Про збільшення гідрофобності ацетильованої целюлози свідчать величини контактних кутів змочування: для вихідної та ацетильованої целюлози відповідно ці значення збільшуються з 51 до 121о (вода) і зменшуються з 46о до 32о (нафта). Це свідчить про посилення гідрофобності целюлози, обробленої хімічно. Для ацетильованих волокон отримано високі значення ємності: 42.5 г∙г-1 за вакуумним маслом, 52.6 г∙г-1 за дизельним паливом та 67.5 г∙г-1 за сирою нафтою. Модифікована целюлоза здатна поглинути понад 90% від розлитого об’єму нафти або нафтопродуктів протягом перших 5 хвилин контакту. Автори [59] отримали композиційні волокнисті матеріали, що включають целюлозу очерету та бавовни, отриманої з деревних та трав’янистих рослин. Для посилення гідрофобності та механічної міцності до целюлози додавали 10–20% порожніх волокон, 46 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022 СОРБЕНТИ НА ОСНОВІ НЕКАРБОНІЗОВАНОЇ РОСЛИННОЇ СИРОВИНИФІЗИЧНА ХІМІЯ Отримання матеріалів, які характерні поєднанням супергідрофобних та супер олеофільних властивостей (в ідеальному випадку кут контакту з водою має пере- вищувати 150°, а з неполярними рідинами цей параметр має бути меншим, ніж 5°), наразі знаходиться у фокусі уваги. Окрім супергідрофобних та суперолеофільних властивостей, для матеріалу має бути при- таманна багатошарова структуру та низька поверхнева енергія на границі його розділу з неполярною рідиною і низька поверхне- ва енергія [53−57]. Целюлоза рослинного походження, отримана з сільськогосподар- ських відходів, і навіть самі неперероблені відходи можуть бути модифіковані для от- римання композитів зі вказаними власти- востями (див. рис. 5). Для збільшення сорбційної ємності рос- линної сировини застосовують хімічне об- роблення, яка полягає у видаленні домішок, та функціоналізація поверхні. Целюлозне волокно, отримане з кукурудзяної соломи, здатне поглинати розлиті нафтопродукти та мастила після делігніфікації кислим роз- чином NaClO2 з наступним ацетилуванням оцтовим ангідридом [58]: [С6Н7О2(ОН)3]n + 3n(СН3СО)2О → [С6Н7О2(ОСОСН3)3]n + 3nСН3СООН. (1) Оптимальні умови для ацетилування гідроксильних груп целюлозного волокна відповідають 120 °С, а тривалість реакції становить 7 год. Саме за цих умов спостері- гаємо найбільше збільшення ваги целюлози за рахунок заміщення гідроксильних груп на ацетатні: приріст маси становить 34.5 %, а ступінь кристалічності целюлози досягає 79%. Для порівняння: ця величина стано- вить лише 5 та 12% для целюлози вихідної та після делігнифікування. Про збільшен- ня гідрофобності ацетильованої целюлози свідчать величини контактних кутів змо- чування: для вихідної та ацетильованої целюлози відповідно ці значення збільшу- ються з 51 до 121о (вода) і зменшуються з 46о до 32о (нафта). Це свідчить про поси- лення гідрофобності целюлози, обробленої хімічно. Для ацетильованих волокон отримано високі значення ємності: 42.5 г∙г-1 за вакуум- ним маслом, 52.6 г∙г-1 за дизельним паливом та 67.5 г∙г-1 за сирою нафтою. Модифікована целюлоза здатна поглинути понад 90% від розлитого об’єму нафти або нафтопродук- тів протягом перших 5 хвилин контакту. Автори [59] отримали композиційні во- локнисті матеріали, що включають целюло- зу очерету та бавовни, отриманої з дерев- них та трав’янистих рослин. Для посилен- ня гідрофобності та механічної міцності до целюлози додавали 10–20% порожніх воло- кон, виготовлених із суміші поліпропілену та поліетилену. Встановлено, що для усіх композитів кут змочування становить 128– 132о (вода), 93–124о (етиленгліколь), 49–52о (дііодометан). Показано, що поглинання рослинної олії та моторного масла відбу- вається за рахунок заповнення порожнин волокон. Здатність композитів утримувати вказа- ні речовини визначали наступним чином. Насичений адсорбент поміщали на сітку для стікання поглинутої маслянистої рі- дини. Хоча композит на основі целюлози очерету виявляє меншу сорбційну здат- 47https://ucj.org.ua Є. О. Коломієць, Ю. С. Дзязько УХЖ № 5 / ТОМ 88 ність відносно рослинної олії та моторного масла (11–14 г г-1), вони затримували ≈90% олії, що зумовлено значним вмістом воску у цьому матеріалі (≈11 %). У випадку целю- лози бавовни (вміст воску 0.6−3%) затрим- ка становила 20−50%. Для видалення поглинутої рідини сор- бенти пресували. Ємність після 10 циклів сорбції/десорбції становила понад 80% від початкової величини. Погіршення сорбції, як стверджують автори [59], зумовлено де- формацією волокон за підвищеного тиску. У цьому твердженні є раціональне зерно, оскільки при деформації зменшується мак- ропористість, яка й зумовлює сорбційну ємність за рідинами. Поширеним прийомом для надання це- люлозним матеріалам гідрофобно-олео- фільних властивостей є виготовлення ком- позитів. Як вихідні матеріали використо- вують, наприклад, целюлозу деревини [60, 61] або бавовни [62]. Так, Dashairya зі спі- вавторами [62] розробили супергідрофоб- ний/суперолефільний композит шляхом модифікування целюлози наночастинками кремнезему із подальшим обробленням метилтрихлорсиланом (рис. 7). Аналогіч- ний підхід до синтезу композитів застосо- вано у [63], проте замість кремнезему ви- користовували ZnO, а для гідрофобізації − октилтриетоксисилан. У ролі основи ком- позитів застосовували целюлозу, отриману з кукурудзяної соломи. Для модифікування джутових волокон використовували окта- децилтрихлорсилан [64], а бавовняних во- локон − полідіметилсилоксан [65]. Рис. 7. Схема синтезу композитів на основі целюлози бавовни [62] Fig. 7. Scheme of synthesis of composites based on cotton cellulose [62]. виготовлених із суміші поліпропілену та поліетилену. Встановлено, що для усіх композитів кут змочування становить 128–132о (вода), 93–124о (етиленгліколь), 49–52о (дііодометан). Показано, що поглинання рослинної олії та моторного масла відбувається за рахунок заповнення порожнин волокон. Здатність композитів утримувати вказані речовини визначали наступним чином. Насичений адсорбент поміщали на сітку для стікання поглинутої маслянистої рідини. Хоча композит на основі целюлози очерету виявляє меншу сорбційну здатність відносно рослинної олії та моторного масла (11–14 г г-1), вони затримували 90% олії, що зумовлено значним вмістом воску у цьому матеріалі (11 %). У випадку целюлози бавовни (вміст воску 0.63%) затримка становила 2050%. Для видалення поглинутої рідини сорбенти пресували. Ємність після 10 циклів сорбції/десорбції становила понад 80% від початкової величини. Погіршення сорбції, як стверджують автори [59], зумовлено деформацією волокон за підвищеного тиску. У цьому твердженні є раціональне зерно, оскільки при деформації зменшується макропористість, яка й зумовлює сорбційну ємність за рідинами. Поширеним прийомом для надання целюлозним матеріалам гідрофобно-олеофільних властивостей є виготовлення композитів. Як вихідні матеріали використовують, наприклад, целюлозу деревини [60, 61] або бавовни [62]. Так, Dashairya зі співавторами [62] розробили супергідрофобний/суперолефільний композит шляхом модифікування целюлози наночастинками кремнезему із подальшим обробленням метилтрихлорсиланом (рис. 7). Аналогічний підхід до синтезу композитів застосовано у [63], проте замість кремнезему використовували ZnO, а для гідрофобізації  октилтриетоксисилан. У ролі основи композитів застосовували целюлозу, отриману з кукурудзяної соломи. Для модифікування джутових волокон використовували октадецилтрихлорсилан [64], а бавовняних волокон  полідіметилсилоксан [65]. Рис. 7. Схема синтезу композитів на основі целюлози бавовни [62] Fig. 7. Scheme of synthesis of composites based on cotton cellulose [62]. Практично монодисперсні глобулярні частинки модифікатора діаметром порядку 100 нм було осаджено на волокнах целюлози мікронних розмірів [62]. Контактний кут змочування водою становив 173о, а поверхневий натяг  24 мН м-1. У випадку неполярних рідин кут змочування становив 0о. Аналогічних результатів досягнено й у [63]: кут 48 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022 СОРБЕНТИ НА ОСНОВІ НЕКАРБОНІЗОВАНОЇ РОСЛИННОЇ СИРОВИНИФІЗИЧНА ХІМІЯ Практично монодисперсні глобулярні частинки модифікатора діаметром порядку 100 нм було осаджено на волокнах целю- лози мікронних розмірів [62]. Контактний кут змочування водою становив 173о, а поверхневий натяг − 24 мН м-1. У випадку неполярних рідин кут змочування стано- вив 0о. Аналогічних результатів досягне- но й у [63]: кут змочування гідрофобного композиту водою становив 152о, а нафтою, нафтопродуктами та рослинною олією − 0о. Ємність із різними нафтопродуктами та рослинною олією становила 31−41 г г-1, у водному середовищі десорбувалося до 20% поглинутих рідин, а після пресування видалення відбувалася достатньо повно (остаточна ємність становила близько 10% від початкової величини) [62]. Проте ос- таточна ємність зумовлювала зменшення поглинальної здатності від циклу до циклу сорбції − десорбції. Відносно ємності, якої досягають після першого циклу, зниження становило 4−14 % після п'ятого циклу сорб ції − десорбції та до 25 % − після десятого. Іншою причиною є, вочевидь, деформація волокон при пресуванні, як зазначено у [59]. Встановлено також, що ємність негід- рофобізованої целюлози є приблизно у 2−3 вищою порівняно з вихідною кукурудзя- ною соломою. Додатковий виграш (до 30% відносно целюлози) дає вироблення компо- зиту [63]. Проте величини ємностей за різ- ними рідинами досягають лише 19−22 г г-1. Величини ємностей за нафтою компози- тів на основі бавовняної целюлози зведені у табл. 2. Для гідрофобізованих джутових волокон ємність за нафтою становить 7 г г-1 [64], а бавовняних − 20 г г-1 [65]. Відзнача- ємо також більшу ємність композиту за рослинною олією порівняно з нафтою та нафтопродуктами [63]. Таблиця 2 Table 2. Сорбція сирої нафти композитами на основі бавовняної целюлози Sorption of crude oil by composites based on cotton cellulose. Модифікатор Спосіб синтезу Співвідношення мас нафти та композиту Посилання Відновлений оксид графену, полідіметилсилоксан Осадження на функціоналізованих волокнах 11−25 [66] Відновлений оксид графену Гідротермальний 30 [67] Відновлений оксид графену Термічне відновлення 22−45 [68] Полідіметилсилоксан, ZnO (комерційна супергідрофобна бавовна) Осадження на функціоналізованих волокнах Дані відсутні [69] Жирні кислоти Ацилювання целюлози мікрохвильовим випромінюванням 11−20 [70] Полідіметилсилоксан Осадження з пару 30−65 [71] 49https://ucj.org.ua Є. О. Коломієць, Ю. С. Дзязько УХЖ № 5 / ТОМ 88 Підсумовуючи наведену інформацію, варто відзначити переваги рослинної не- карбонізованої сировини та сорбційних матеріалів на її основі перед такими ві- домими сорбентами нафти та нафтопро- дуктів, як терморозширений графіт [72, 73], аерогелі [74], графен [75] є легкість отримання з дешевих та доступних мате- ріалів − сільськогосподарських відходів. Більш того, поглинуту рідину можна виді- лити з таких сорбентів пресуванням і ви- користати для тих або інших цілей, а сор- бенти використати повторно. Водночас насичені вуглецеві сорбенти мають бути утилізовані спалюванням вже після пер- шого циклу сорбції. Проте у літературі не розглянуто можливість синтезу сорбентів, які можна було б легко видалити з водних поверхонь. Іонообмінні властивості целюлози рос- линного походження Сорбція іонів біополімерами рослинно- го походження та виробленої з них целю- лози значною мірою зумовлена домішками: навіть у високоочищених препаратах завж- ди можна виявити залишки, наприклад, глюкоуронової кислоти, яка є продуктом окислення первинної спиртової групи це- люлози при шостому атомі вуглецю (рис. 8). Гідроксильні та карбоксильні групи лігніну та геміцелюлоз, частинки яких знаходяться на поверхні структурних елементів целю- лози, роблять основний внесок до її іоно- обмінної ємності. Рис. 8. Фрагменти макромолекул лігніну (а) та геміцелюлози (б), структурні формули глюко уронової (в), кумарилової (г) та ферулової (д) кислот Fig. 8. Fragments of lignin (a) and hemicellulose (b) macromolecules, structural formulas of gluco uronic (c), coumaryl (d) and ferulic (e) acids. Сорбція іонів біополімерами рослинного походження та виробленої з них целюлози значною мірою зумовлена домішками: навіть у високоочищених препаратах завжди можна виявити залишки, наприклад, глюкоуронової кислоти, яка є продуктом окислення первинної спиртової групи целюлози при шостому атомі вуглецю (рис. 8). Гідроксильні та карбоксильні групи лігніну та геміцелюлоз, частинки яких знаходяться на поверхні структурних елементів целюлози, роблять основний внесок до її іонообмінної ємності. а б в г д Рис. 8. Фрагменти макромолекул лігніну (а) та геміцелюлози (б), структурні формули глюкоуронової (в), кумарилової (г) та ферулової (д) кислот Fig. 8. Fragments of lignin (a) and hemicellulose (b) macromolecules, structural formulas of glucouronic (c), coumaryl (d) and ferulic (e) acids. Інформацію щодо функціональних груп дає ІЧ-спектроскопія [76]. На рис. 9 наведено спектри, одержані для вихідної ячмінної соломи, виробленої з неї целюлози, яку було отримано із застосуванням окисників (хлориту натрію та перманганату калію) та лугу, а також високочистого комерційного препарату целюлози [76]. Область від 4 000 до 1900 см-1 не дає корисної інформації, оскільки в цьому інтервалі виявляються валентні коливання 0-H та C-H груп. Максимуми при 1735 та 1510 см-1 відносять до коливань карбонілу карбоксильних груп. Останній пік зумовлено також коливаннями C-С груп ароматичного кільця вказаних домішок целюлози (у випадку вихідної сировини). Область 1470870 cм-l відносять до валентних коливань груп C-H та C-0. Варто відзначити ідентичність спектрів для трьох зразків. У випадку вихідної ячмінної соломи характеристичні піки при 1735 та 1510 см-1 зумовлені ацетильними, феруловими, кумариловими фрагментами лігніну (загальний вміст домішок становив 16% ). Видалення домішок під дією хімічних реагентів супроводжувалося окисленням з утворенням карбоксильних груп (рис. 9), наявність яких у хімічно оброблених зразків, зокрема комерційного, підтверджено ІЧ-спектроскопією. Загалом, залежно від окисника, кисеньвмісні групи утворюються при тому або іншому атомі вуглецю [77]. 50 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022 СОРБЕНТИ НА ОСНОВІ НЕКАРБОНІЗОВАНОЇ РОСЛИННОЇ СИРОВИНИФІЗИЧНА ХІМІЯ Інформацію щодо функціональних груп дає ІЧ-спектроскопія [76]. На рис. 9 наве- дено спектри, одержані для вихідної ячмін- ної соломи, виробленої з неї целюлози, яку було отримано із застосуванням окисників (хлориту натрію та перманганату калію) та лугу, а також високочистого комерційного препарату целюлози [76]. Область від 4 000 до 1900 см-1 не дає корисної інформації, оскільки в цьому інтервалі виявляються валентні коливання 0-H та C-H груп. Мак- симуми при 1735 та 1510 см-1 відносять до коливань карбонілу карбоксильних груп. Останній пік зумовлено також коливання- ми C-С груп ароматичного кільця вказаних домішок целюлози (у випадку вихідної си- ровини). Область 1470−870 cм-l відносять до валентних коливань груп C-H та C-0. Варто відзначити ідентичність спектрів для трьох зразків. У випадку вихідної ячмін- ної соломи характеристичні піки при 1735 та 1510 см-1 зумовлені ацетильними, феруло- вими, кумариловими фрагментами лігніну (загальний вміст домішок становив ≈16% ). Видалення домішок під дією хімічних ре- агентів супроводжувалося окисленням з утворенням карбоксильних груп (рис. 9), наявність яких у хімічно оброблених зраз- ків, зокрема комерційного, підтверджено ІЧ-спектроскопією. Загалом, залежно від окисника, кисеньвмісні групи утворюються при тому або іншому атомі вуглецю [77]. Рис. 9. ІЧ-спектри вихідної (а) та хімічно обробленої (б) соломи ячменю, а також комерційного зразку целюлози (в) (адаптовано з [76]) Fig. 9. IR spectra of the original (a) and chemically treated (b) barley straw, as well as a commercial cellulose sample (c) (adapted from [76]). Рис. 9. ІЧ-спектри вихідної (а) та хімічно обробленої (б) соломи ячменю, а також комерційного зразку целюлози (в) (адаптовано з [76]) Fig. 9. IR spectra of the original (a) and chemically treated (b) barley straw, as well as a commercial cellulose sample (c) (adapted from [76]). Рис. 10. Позиції 1, 2, 3, 6 СООН груп у полімерному ланцюгу Fig. 10. Positions of 1, 2, 3, 6 -COOH groups in the polymer chain. Таким чином, іонообмінні властивості біополімерів рослинного походження зумовлені наявністю карбоксильних груп домішок (вихідна сировина) та власне целюлози (хімічно оброблений матеріал). Зважаючи на обмежений вміст домішок, що містять групи, здатні до іонного обміну, сорбційна ємність вихідної рослинної сировини за катіонами металів є досить низькою. Наприклад, для необробленої бавовни ємність за іонами Ni2+ досягає лише 0.4 ммоль г-1 [78]. Видалення токсичних іонів із водних розчинів Зважаючи на те, що домішки, які присутні у рослинній сировині, та окислена целюлоза містять карбоксильні групи, такі нефункціоналізовані матеріали можна використати тільки в ролі катіонітів. Для надання їм аніонообмінної здатності застосовують 51https://ucj.org.ua Є. О. Коломієць, Ю. С. Дзязько УХЖ № 5 / ТОМ 88 Рис. 10. Позиції 1, 2, 3, 6 −СООН груп у полімерному ланцюгу Fig. 10. Positions of 1, 2, 3, 6 -COOH groups in the polymer chain. Рис. 9. ІЧ-спектри вихідної (а) та хімічно обробленої (б) соломи ячменю, а також комерційного зразку целюлози (в) (адаптовано з [76]) Fig. 9. IR spectra of the original (a) and chemically treated (b) barley straw, as well as a commercial cellulose sample (c) (adapted from [76]). Рис. 10. Позиції 1, 2, 3, 6 СООН груп у полімерному ланцюгу Fig. 10. Positions of 1, 2, 3, 6 -COOH groups in the polymer chain. Таким чином, іонообмінні властивості біополімерів рослинного походження зумовлені наявністю карбоксильних груп домішок (вихідна сировина) та власне целюлози (хімічно оброблений матеріал). Зважаючи на обмежений вміст домішок, що містять групи, здатні до іонного обміну, сорбційна ємність вихідної рослинної сировини за катіонами металів є досить низькою. Наприклад, для необробленої бавовни ємність за іонами Ni2+ досягає лише 0.4 ммоль г-1 [78]. Видалення токсичних іонів із водних розчинів Зважаючи на те, що домішки, які присутні у рослинній сировині, та окислена целюлоза містять карбоксильні групи, такі нефункціоналізовані матеріали можна використати тільки в ролі катіонітів. Для надання їм аніонообмінної здатності застосовують Таким чином, іонообмінні властивості біополімерів рослинного походження зу- мовлені наявністю карбоксильних груп до- мішок (вихідна сировина) та власне целю- лози (хімічно оброблений матеріал). Зважаючи на обмежений вміст домішок, що містять групи, здатні до іонного обмі- ну, сорбційна ємність вихідної рослинної сировини за катіонами металів є досить низькою. Наприклад, для необробленої ба- вовни ємність за іонами Ni2+ досягає лише 0.4 ммоль г-1 [78]. Видалення токсичних іонів із водних роз- чинів Зважаючи на те, що домішки, які при- сутні у рослинній сировині, та окислена целюлоза містять карбоксильні групи, такі нефункціоналізовані матеріали можна ви- користати тільки в ролі катіонітів. Для на- дання їм аніонообмінної здатності засто- совують прийом, який полягає у функціо- налізації поверхні власне целюлози. Інший підхід полягає у модифікуванні неорганіч- ними іонітами, зокрема з наступною функ- ціоналізацією поверхні модифікатора. Мо- дифікатор функціоналізують і для посилен- ня катіонообмінної здатності композиту. Так, досліджено сорбцію катіонів Ni2+, Fe3+ та Cu2+ на бавовняній целюлозі, функ- ціоналізованої гідроксамовими =NOH та сульфогрупами −SO3H. Модифікування здійснювали після окислення целюлози NaIO4. Встановлено, що сорбційна рівнова- га досягається упродовж 15 хв (вихідна ба- вовна) та 5 хв (функціоналізована целюло- за). Функціоналізація поверхні призводить до збільшення ємності у 3 рази порівняно з вихідним матеріалом. Для видалення іонів Cu2+ та Cr3+ із вод- них розчинів використовували шкаралупу арахісу [79]. Попередня підготовка поляга- ла лише у промиванні біосорбенту гарячою водою, отже, вона не передбачала повне ви- лучення домішок целюлози. Оскільки сорб ційна здатність зумовлена слабкокислот- ними карбоксильними групами домішок, то зростання рН від 2.5 до 5 призводило до збільшення ємності у 3 рази. При дозуванні сорбенту 0.5 г дм-3 та вихідній концентрації іонів 100 мг дм-3 (рН 5) рівновага встановлю- ється упродовж 10−15 хв, при цьому ступінь вилучення досягає 70 (Cr3+) та 90 % (Cu2+). Кінетичні криві сорбції моделюються рів- нянням псевдо другого порядку. Знайдена з ізотерми Ленгмюра максимальна ємність становить 0.39 (Cu2+) та 0.56 (Cr3+) ммоль г-1. Величина, знайдена для іонів Cu2+, за- ймає проміжне положення між значеннями, отриманими при вивченні сорбції цих іонів 52 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022 СОРБЕНТИ НА ОСНОВІ НЕКАРБОНІЗОВАНОЇ РОСЛИННОЇ СИРОВИНИФІЗИЧНА ХІМІЯ листями манго (0.25 ммоль г-1) [80] та со- няшника (1.4 ммоль г-1) [81]. Максимальна ємність шкірок апельсину за іонами Pb2+ становить 1 ммоль г-1 [82]. Попередньо домішки з целюлози видаляли етанолом та лужним розчином, надалі це- люлозу функціоналізували ксантогенуван- ням за схемою: R−ОН+S=C=S+NaOH→R−ОCS2Na+H2O. (2) Ємність нефункціоналізованої целю- лози апельсинових шкірок становила 0.43 ммоль г-1. Встановлено, що при рН>3 сорбційна ємність майже не змінюється зі зниженням кислотності розчину. Вар- то зазначити, що при сорбції іонів Pb2+ із 0.0005 М слабкокислих розчинів (дозуван- ня сорбенту становило 5 г дм-3), ступені їх- нього вилучення відрізняються несуттєво для вихідного та функціоналізованого ма- теріалу. Взагалі, порядок величин ємності за дво- та тризарядними іонами для різних біосорбентів рослинного походження ста- новить 0.1 ммоль г-1 (табл. 3). Целюлозу де- яких шкідливих рослин, таких, наприклад, як водяний гіацинт (Eichhornia crassipes), також пропонують на роль біосорбентів [83]. Але малі об’єми такої рослинної сиро- вини значно обмежують її перспективи ви- користання як сорбенту або складової для композиційного сорбційного матеріалу. Таблиця 3 Table 3. Ємність за іонами металів для деяких біосорбентів Metal ion capacity for some biosorbents. Біосорбент Іон Хімічне оброблення Ємність, ммоль г-1 Посилання Люцерна Ni2+ Гідроліз у лужному розчині 0.27 [84] Cr3+ 0.43 Саго Pb2+ − 0.22 [85] Cu2+ 0.19 Водяна папороть Pb2+ − 0.45 [86] Шкірки плодів манго Pb2+ − 0.48 [87] Cd2+ 0.62 Жмих оливок Pb2+ Гідроліз у лужному розчині 0.08 [88] Cu2+ 0.06 Cd2+ 0.07 Кукурудзяні висівки Pb2+ − 0.69 [89] Жом цукрової тростини Pb2+ Модифікування етиленаміном та триетилентетраміном 1.50 [90] Cu2+ 2.00 Cd2+ 2.18 53https://ucj.org.ua Є. О. Коломієць, Ю. С. Дзязько УХЖ № 5 / ТОМ 88 Поверхню целюлози, яка містить –OH групи у целюлозі, легко функціоналізувати у інші групи катіонної чи аніонної приро- ди залежно від потреби [91]. Функціоналі- зація, наприклад, аміногрупами, збільшує величину ємності на порядок (див. табл. 3). Запропоновано використовувати целюло- зу з групами 8-гідроксихіноліну [92]. Цей матеріал дозволяє видалити зі слабкокон- центрованого розчину близько 97% не- органічних іонів, таких як Cu2+, Zn2+, Fe3+, Ni2+, Co2+, Cd2+ та Pb2+ для визначення їх методом полум’яної атомної абсорбційної спектрометрії у кислому та нейтральному середовищах. Сорбційна ємність становить 0.09−0.63 ммоль г−1. Модифіковану целюло- зу можна повністю регенерувати 1 М роз- чину соляної або азотної кислоти. Встановлено, що листя чайного дерева після оброблення гарячою водою поглинає не тільки неорганічні іони [93], а й органіч- ні катіонні барвники, такі як метиленовий синій [94]: ємність досягала 300 мг г−1. Ви- користану кавову гущу було застосовано як сорбент на барвник ремазол діамантовий блакитний, ємність становила 232 мг г−1[95]. а б Рис. 11. Барвники метиленовий синій (а)n та ремазол діамантовий блакитний (б) Fig. 11. Dyes methylene blue (a)n and remazol diamond blue (b). манго Cd2+ 0.62 Жмих оливок Pb2+ Гідроліз у лужному розчині 0.08 [88] Cu2+ 0.06 Cd2+ 0.07 Кукурудзяні висівки Pb2+  0.69 [89] Жом цукрової тростини Pb2+ Модифікування етиленаміном та триетилентетраміном 1.50 [90] Cu2+ 2.00 Cd2+ 2.18 Поверхню целюлози, яка містить –OH групи у целюлозі, легко функціоналізувати у інші групи катіонної чи аніонної природи залежно від потреби [91]. Функціоналізація, наприклад, аміногрупами, збільшує величину ємності на порядок (див. табл. 3). Запропоновано використовувати целюлозу з групами 8-гідроксихіноліну [92]. Цей матеріал дозволяє видалити зі слабкоконцентрованого розчину близько 97% неорганічних іонів, таких як Cu2+, Zn2+, Fe3+, Ni2+, Co2+, Cd2+ та Pb2+ для визначення їх методом полум’яної атомної абсорбційної спектрометрії у кислому та нейтральному середовищах. Сорбційна ємність становить 0.090.63 ммоль г−1. Модифіковану целюлозу можна повністю регенерувати 1 М розчину соляної або азотної кислоти. Встановлено, що листя чайного дерева після оброблення гарячою водою поглинає не тільки неорганічні іони [93], а й органічні катіонні барвники, такі як метиленовий синій [94]: ємність досягала 300 мг г−1. Використану кавову гущу було застосовано як сорбент на барвник ремазол діамантовий блакитний, ємність становила 232 мг г−1[95]. а б Рис. 11. Барвники метиленовий синій (а)n та ремазол діамантовий блакитний (б) Fig. 11. Dyes methylene blue (a)n and remazol diamond blue (b). Сорбентами для вилучення барвників можуть бути природні матеріали на основі рисового лушпиння, альгінату та карбоксиметильованої целюлози [96]. Барвники ефективно поглиналися такими матеріалами після термооброблення чи оброблення вихідного рисового лушпиння реагентами (HCl, H2SO4, HNO3, NaOH тощо). В усіх випадках ємність становила 1030 мг г−1. Отже, для практичного використання вказаних сорбентів варто враховувати економічну доцільність. Варто зазначити, що в ролі сорбентів можна використати й домішки целюлози. Так, з оболонок пальмових горіхів можна отримати наночастинки лігніну у вигляді сфер діаметром 138±39 нм, використовуючи кислий водний розчин тетрагідрофурану [97]. Лігнін у поєднанні з хітозаном здатний поглинути 83% від початкової кількості барвника метиленового синього з нейтральних розчинів. Максимальна сорбційна ємність становить 74 мг г-1, процес поглинання ендотермічний. Композит, який містить саме наночастинки лігніну, було порівняно з чистим хітозаном та композитом на його основі, який містив Сорбентами для вилучення барвників можуть бути природні матеріали на основі рисового лушпиння, альгінату та карбокси- метильованої целюлози [96]. Барвники ефективно поглиналися такими матеріала- ми після термооброблення чи оброблення вихідного рисового лушпиння реагентами (HCl, H2SO4, HNO3, NaOH тощо). В усіх випадках ємність становила 10−30 мг г−1. Отже, для практичного використання вка- заних сорбентів варто враховувати еконо- мічну доцільність. Варто зазначити, що в ролі сорбентів можна використати й домішки целюлози. Так, з оболонок пальмових горіхів можна отримати наночастинки лігніну у вигляді сфер діаметром 138±39 нм, використовую- чи кислий водний розчин тетрагідрофура- ну [97]. Лігнін у поєднанні з хітозаном здат- ний поглинути 83% від початкової кілько- сті барвника метиленового синього з ней- тральних розчинів. Максимальна сорбцій- на ємність становить 74 мг г-1, процес по- глинання ендотермічний. Композит, який містить саме наночастинки лігніну, було порівняно з чистим хітозаном та компози- том на його основі, який містив частинки лігніну мікронних розмірів. Композит, що 54 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022 СОРБЕНТИ НА ОСНОВІ НЕКАРБОНІЗОВАНОЇ РОСЛИННОЇ СИРОВИНИФІЗИЧНА ХІМІЯ включає наночастинки, демонструє вищу ємність. В інтервалі рН 3−9 при зростанні концентрації сольового фону ефективність видалення барвника зростає (у річковій воді – барвник поглинається менше, ніж у водопровідній, а в дистильованій воді – ще менше). Також для очищення води можна засто- совувати й геміцелюлозу. В деяких роботах відзначено, що її здатність видаляти за- бруднювачі не гірша за целюлозу [98]. У роботі [25] шкаралупа від яєць та шкірка бананів були досліджені як сорбен- ти на сполуки арсену. Гідроксильні групи, присутні у банановій шкірці, є сорбційни- ми центрами на арсенат-йони. Але певним недоліком застосування їх як сорбенту є те, що виміряна методом БЕТ площа поверхні бананової шкірки складає близько 0.4 м2/г. Нефункціоналізовану целюлозу шкір- ки бананів було досліджено як сорбент на арсенат та арсеніт іонів [99]. Показано, що ступінь вилучення іонів практично не зале- жить від рН розчину і перевищує 90%. На жаль, у роботі не наведено умови сорбції (дозування сорбенту, склад розчину тощо), а також спосіб синтезу матеріалу та його склад. Шляхом функціоналізації целюлози можна надати їй і аніонообмінних власти- востей. Так, на основі целюлози з соломи кукурудзи отримано композиційний сор- бент із магнітними властивостями, які за- безпечували частинки магнетиту, осаджені у порах [100]. Попередньо целюлозу функ- ціоналізували аміногрупами шляхом об- роблення епіхлоргідрином, N-N-диметил- формамідом, триетилентетраміном та три- метиламіном. Сорбент здатний поглинати фосфат- та хромат-аніони з води. Макси- мальна сорбційна ємність за фосфат-іони становить 40 мг г-1 за 25 °С, на хромат-аніо- ни – 285 мг г-1. За збільшення температури до 35 °С ємність відносно фосфатів змен- шується до 37.5 мг г-1, відносно хроматів – зростає до 322 мг г-1. Композит містить близько 0.98 мас. % Fe, після трьох циклів сорбція − регенерація цей показник змен- шується до 0.1%. Логічно припустити, що при наступних циклах сорбції − десорбції залізо буде й надалі вимиватися з об’єму композиту. У підсумку треба зазначити, що для надання рослинній целюлозі підвищеної здатності до видалення іонних домішок із водних розчинів, необхідною є функціона- лізація її поверхні та введення неорганіч- них частинок. Окрім підвищеної ємності, такі прийоми забезпечують ще й додаткову гідрофілізацію матеріалів рослинного по- ходження. Враховуючи обмежений термін використання таких сорбентів внаслідок їхньої біодеградації та деградації під впли- вом регенеруючих розчинів, слід брати до уваги економічну доцільність процесів за їхньою участю. Скоріш за все, доцільним є синтез біосорбентів, який не передбачає за- стосування коштовних реагентів та склад- них способів синтезу. ВИСНОВКИ. Перевагою біосорбентів рослинного походження є дешевизна та до- ступність вихідної сировини, яка являє со- бою відходи діяльності агропромислового комплексу. Надання целюлозі рослинного походження тих або інших властивостей (підвищеної гідрофільності для сорбції іонних домішок та гідрофобності – для ви- далення неполярних вуглеводнів із води) передбачає функціоналізацію її поверхні та синтез композитів. У багатьох роботах за- 55https://ucj.org.ua Є. О. Коломієць, Ю. С. Дзязько УХЖ № 5 / ТОМ 88 пропоновано застосування як основи біо сорбентів саме некарбонізованої целюлози. Це дозволяє уникнути термооброблення рослинної сировини за підвищених темпе- ратур при відсутності кисню, яке зазвичай застосовують при карбонізації. Слід зазначити, що доцільність застосу- вання тих або інших сорбентів визначають зокрема можливістю їхнього багаторазо- вого використання. У випадку целюлозних біосорбентів така можливість є пробле- матичною, оскільки їхня основа деградує в агресивному середовищі регенеруючих розчинів. Отже, такі сорбенти є одноразо- вими: їхній синтез має відбуватися за мак- симально спрощеною процедурою із засто- суванням якомога дешевших реагентів. Водночас при застосуванні модифіко- ваних гідрофобних біосорбентів для ви- далення нафти і нафтопродуктів із водних поверхонь, можливою є регенерація сор- бентів механічним шляхом, тобто безре- агентним способом. Це надає можливість багаторазового використання біосорбентів з однієї сторони, та якомога повного ви- лучення цінних продуктів − сорбованих вуглеводнів. У цьому випадку доцільним є модифікування целюлози для надання їй гідрофобних властивостей із застосуван- ням більш складних процедур. Роботу виконано в межах держбю- джетної теми «Розроблення мемб- ран, модифікованих композитами на основі полімерів із неорганічними гідрофілізуючими та антибактеріальни- ми добавками, для вилучення токсичних і цінних компонентів із водних розчи- нів», державний реєстраційний номер: 0122U001235. SORBENTS BASED ON NON-CARBONIZED VEGE TABLE RAW MATERIALS Y. Kolomiiets, Yu. Dzyazko Institute of General and Inorganic Chemistry V.I. Vernadsky National Academy of Sciences of Ukraine *е-mail: kolomiyetsy@gmail.com A literature analysis was conducted with sources that describe non-carbonized plant materials (in particular, cellulose from various plants and its derivatives) as sorbents for toxic ions (Cr3+, Cd2+, Cu2+, Pb2+, Ni2+, etc.) and or- ganic compounds, including oil products. The advantage of plant-based non-carbonized raw materials and sorption materials based on them is the ease of obtaining them from cheap and available plant materials (often from ag- ricultural waste), while the absorbed oil pro ducts can be separated from such sorbents by pressing, and the sorbents can be reused. The disadvantage is a different composition, de- pending on the region of growth. The use of inexpensive materials as a matrix for a com- posite sorbent makes it possible to widely use such material for post-cleaning and/or as the main method of cleaning aqueous solutions for consumer needs. In particular, the addition of finely dispersed inorganic compounds (in par- ticular, graphene oxides) and organic modifi- ers to non-carbonized plant material for func- tionalization of its surface was analyzed. Surface modification gives the sorbent hyd rophobic properties and/or results in a com- posite sorbent having a higher sorption ca- pacity (compared to unmodified sorbents) in relation to target pollutants. The study authors 56 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022 СОРБЕНТИ НА ОСНОВІ НЕКАРБОНІЗОВАНОЇ РОСЛИННОЇ СИРОВИНИФІЗИЧНА ХІМІЯ suggest using fatty acids, zinc oxide, polysiloxa nes, trimethylamine and other compounds as modifiers. The impact of the porous structure of cellulose on its properties as an element of a composite sorbent is also considered. The presence of functional groups in plant materi- als, in particular in biopolymers, allows them to be used as cheap anion exchangers. To in- crease the number of ion-exchange groups, the authors of the research suggest functionaliz- ing the surface, which leads to an increase in the number, for example, of sulphatic groups, which in turn increases the ion-exchange ca- pacity of such an ion-exchange material or a composite based on it. When using modified hydrophobic bio- sorbents to remove oil and oil products from water surfaces, it is possible to regenerate the sorbents mechanically, i.e. without reagents. This provides the possibility of multiple use of biosorbents on one side and the possible com- plete extraction of valuable products − sorbed hydrocarbons. Keywords: non-carbonized plant material, sorption, nanoparticles, composite sorbent. ЛІТЕРАТУРА 1. Cisterna P. Biological Treatment by Active Sludge with High Biomass Concentration at Labora- tory Scale for Mixed Inflow of Sunflower Oil and Saccharose. Environments. 2017. Vol. 4, no. 4. P. 69. DOI: https://doi.org/10.3390/en- vironments4040069. 2. Kumar R., Pal P. Assessing the feasibility of N and P recovery by struvite precipitation from nutrient-rich wastewater: a review. Environ- mental Science and Pollution Research. 2015. Vol. 22, no. 22. P. 17453–17464. DOI: https:// doi.org/10.1007/s11356-015-5450-2. 3. Scott J. P., Ollis D. F. Integration of Chemical and Biological Oxidation Processes for Water Treatment: II. Recent Illustrations and Expe- riences. Journal of Advanced Oxidation Tech- nologies. 1997. Vol. 2, no. 3. P. 374–381. DOI: https://doi.org/10.1515/jaots-1997-0301. 4. Scott J. P., Ollis D. F. Integration of chemical and biological oxidation processes for water treatment: Review and recommendations. En- vironmental Progress. 1995. Vol. 14, no. 2. P. 88–103. DOI: https://doi.org/10.1002/ep.670140212. 5. Haiming Z., Wanzheng M., Yan W. A novel process of dye wastewater treatment by linking advanced chemical oxidation with biological oxidation. Archives of Environmental Protec- tion. 2015. Vol. 41 no. 4 p. 33–39. DOI: https:// doi.org/10.1515/aep-2015-0037. 6. Ince M., Kaplan İnce O. An Overview of Adsorption Technique for Heavy Metal Re- moval from Water/Wastewater: A Critical Review. International Journal of Pure and Ap- plied Sciences. 2017. Vol. 3, no. 2. P. 10–19. DOI: https://doi.org/10.29132/ijpas.358199 . 7. Levchuk I., Rueda Márquez J. J., Sillan- pää M. Removal of natural organic matter (NOM) from water by ion exchange – A re- view. Chemosphere. 2018. Vol. 192. P. 90– 104. DOI: https://doi.org/10.1016/j.chemo sphere.2017.10.101 . 8. Removal of Heavy Metals and Metalloids from Water Using Drinking Water Treatment Resi duals as Adsorbents: A Review / M. Wołowiec et al. Minerals. 2019. Vol. 9, no. 8. P. 487. DOI: https://doi.org/10.3390/min9080487 . 9. Removal of natural organic matter in drinking water treatment by coagulation: A comprehen- sive review / M. Sillanpää et al. Chemosphere. 2018. Vol. 190. P. 54–71. DOI: https://doi. org/10.1016/j.chemosphere.2017.09.113 . 10. Phosphoryl functionalized mesoporous sili ca for uranium adsorption / G. Xue et al. Applied Surface Science. 2017. Vol. 402. P. 53–60. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ap- susc.2017.01.050 . 57https://ucj.org.ua Є. О. Коломієць, Ю. С. Дзязько УХЖ № 5 / ТОМ 88 11. Carbon Nanofiber Aerogel/Magnetic Core– Shell Nanoparticle Composites as Recyclable Oil Sorbents / P. Ieamviteevanich et al. ACS Applied Nano Materials. 2020. Vol. 3, no. 4. P. 3939–3950. DOI: https://doi.org/10.1021/acsanm.0c00818 . 12. Advances in organic-inorganic hybrid sor bents for the extraction of organic and inor- ganic pollutants in different types of food and environmental samples / N.-T. Ng et al. Jour- nal of Separation Science. 2017. Vol. 41, no. 1. P. 195–208. DOI: https://doi.org/10.1002/jssc.201700689 . 13. Composite anion-exchangers modified with nanoparticles of hydrated oxides of multi- valent metals / T. V. Maltseva et al. Applied Nanoscience. 2018. Vol. 9, no. 5. P. 997–1004. DOI: https://doi.org/10.1007/s13204-018- 0689-9 . 14. Organic-inorganic sorbents containing hydrat- ed zirconium dioxide for removal of chromate anions from diluted solutions / Y. Dzyazko et al. Materials Today: Proceedings. 2019. Vol. 6. P. 260–269. DOI: https://doi.org/10.1016/j. matpr.2018.10.103 . 15. Effect of Porosity on Ion Transport Through Polymers and Polymer-Based Composites Containing Inorganic Nanoparticles (Re- view) / Y. Dzyazko et al. Springer Proceed- ings in Physics. Cham, 2019. P. 235–253. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-177 55-3_16 . 16. Anion Exchange Resin Modified with Nan- oparticles of Hydrated Zirconium Dioxide for Sorption of Soluble U(VI) Compounds / O. Perlova et al. Nanooptics, Nanophoton- ics, Nanostructures, and Their Applications. Cham, 2018. P. 3–15. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-910 83-3_1. 17. Effect of Incorporated Inorganic Nanopar- ticles on Porous Structure and Functional Properties of Strongly and Weakly Acidic Ion Exchangers / L. Ponomarova et al. Springer Proceedings in Physics. Cham, 2018. P. 63– 77. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319- 92567-7_4 . 18. Whey desalination using polymer and inorgan- ic membranes: Operation conditions / V. My- ronchuk et al. Acta Periodica Technologica. 2018. No. 49. P. 103–115. DOI: https://doi.org/10.2298/apt1849103m . 19. Organic-Inorganic Materials for Baromem- brane Separation / Y. Zmievskii et al. Springer Proceedings in Physics. Cham, 2017. P. 675– 686. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319- 56422-7_51 . 20. Hydrated titanium dioxide modified with po- tassium cobalt hexacyanoferrate(II) for sorp- tion of cationic and anionic complexes of ura- nium(VI) / O. V. Perlova et al. Applied Nano- science. 2021. DOI: https://doi.org/10.1007/ s13204-021-01721-x. 21. Electrodialytic whey demineralization involv- ing polymer-inorganic membranes, anion ex- change resin and graphene-containing com- posite / V. Myronchuk et al. Acta Periodica Technologica. 2019. No. 50. P. 163–171. DOI: https://doi.org/10.2298/apt1950163m. 22. Composites based on zirconium dioxide and zirconium hydrophosphate containing graphene-like additions for removal of U(VI) compounds from water / O. V. Perlova et al. Applied Nanoscience. 2020. Vol. 10, no. 12. P. 4591–4602. DOI: https://doi.org/10.1007/ s13204-020-01313-1. 23. Bhatnagar A., Sillanpää M. Utilization of agro-industrial and municipal waste materials as potential adsorbents for water treatment–A review. Chemical Engineering Journal. 2010. Vol. 157, no. 2-3. P. 277–296. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2010.01.007. 24. Kyzas G., Kostoglou M. Green Adsorbents for Wastewaters: A Critical Review. Materials. 2014. Vol. 7, no. 1. P. 333–364. DOI: https://doi.org/10.3390/ma7010333. 25. Dzyazko, Y. and Ogenko, V. (2021). Poly- saccharides: An Efficient Tool for Fabrica- tion of Carbon Nanomaterials. In Polysac- charides (eds Inamuddin, M.I. Ahamed, 58 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022 СОРБЕНТИ НА ОСНОВІ НЕКАРБОНІЗОВАНОЇ РОСЛИННОЇ СИРОВИНИФІЗИЧНА ХІМІЯ R. Boddula and T. Altalhi). DOI: https://doi. org/10.1002/9781119711414.ch16. 26. Nanoporous Biochar for Removal of Toxic Or- ganic Compounds from Water / Y. S. Dzyaz- ko et al. Springer Proceedings in Physics. Cham, 2019. P. 209–224. DOI: https://doi. org/10.1007/978-3-030-17755-3_14. 27. Gibson L. J. The hierarchical structure and mechanics of plant materials. Journal of the Royal Society Interface. 2012. Vol. 9, no. 76. P. 2749–2766. DOI: https://doi.org/10.1098/rsif.2012.0341. 28. Jones R. L., Buchanan B. B., Gruissem W. Bio chemistry and Molecular Biology of Plants. Wiley & Sons, Incorporated, John, 2015. 1280 p. 29. Microfibrillated cellulose – Its barrier prop- erties and applications in cellulosic materials: A review / N. Lavoine et al. Carbohydrate Polymers. 2012. Vol. 90, no. 2. P. 735–764. DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2012.05. 026 30. On the determination of crystallinity and cel- lulose content in plant fibres / A. Thygesen et al. Cellulose. 2005. Vol. 12, no. 6. P. 563–576. DOI: https://doi.org/10.1007/s10570-005- 9001-8 31. Crystallinity of wood and the size of cellulose crystallites in Norway spruce (Picea abies) / S. Andersson et al. Journal of Wood Science. 2003. Vol. 49, no. 6. P. 531–537. DOI: https://doi.org/10.1007/s10086-003-05 18-x- 32. Overview on native cellulose and microcrys- talline cellulose structure studied by X-ray dif- fraction (WAXD): comparison between meas- urement techniques/ Terinte, N., Ibbett, R., Schuster, K.C. Lenzinger Berichte, 2011.Vol. 89, no. 118. 33. Cell wall microstructure, pore size distribution and absolute density of hemp shiv / Y. Jiang et al. Royal Society Open Science. 2018. Vol. 5, no. 4. P. 171945. DOI: https://doi.org/10.1098/rsos.171945. 34. Synthesis and Characterization of Rice Straw/ Fe3O4 Nanocomposites by a Quick Precip- itation Method / R. Khandanlou et al. Mole- cules. 2013. Vol. 18, no. 6. P. 6597–6607. DOI: https://doi.org/10.3390/molecules18066597. 35. Liu Q. X., Yin Y. N., Lyu Y. B. Preparation and Properties of Straw Pulp Fiber/Magnetic Nano-Composites. Advanced Materials Re- search. 2013. Vol. 781-784. P. 2641–2644. DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific. net/amr.781-784.2641. 36. Synthesis of wheat straw composite superab- sorbent / T. Wan et al. Journal of Applied Po lymer Science. 2013. Vol. 130, no. 5. P. 3404– 3410. DOI: https://doi.org/10.1002/app.39573. 37. Osman M. A., Atia M. R. A. Investigation of ABS-rice straw composite feedstock filament for FDM. Rapid Prototyping Journal. 2018. Vol. 24, no. 6. P. 1067–1075. DOI: https://doi.org/10.1108/rpj-11-2017-0242. 38. Rice straw fiber-reinforced high-density poly ethylene composite: Effect of fiber type and loading / F. Yao et al. Industrial Crops and Products. 2008. Vol. 28, no. 1. P. 63–72. DOI: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2008.01.007. 39. Evaluation of pavement straw composite fiber on SMA pavement performances / Q. Xue et al. Construction and Building Materials. 2013. Vol. 41. P. 834–843. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat. 2012.11.120. 40. Enhanced thermal properties of stearic acid/ carbonized maize straw composite phase change material for thermal energy storage in buildings / R. Wen et al. Journal of Energy Stor- age. 2021. Vol. 36. P. 102420. DOI: https://doi.org/10.1016/j.est.2021.102420. 41. Corn straw-derived biochar impregnated with α-FeOOH nanorods for highly effective cop- per removal / F. Yang та ін. Chemical Engi- neering Journal. 2018. Т. 348. С. 191–201. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.04.161. 42. Effects of pH, dissolved humic acid and Cu2+ on the adsorption of norfloxacin on mont- morillonite-biochar composite derived from wheat straw / J. Zhang et al. Biochemical En- 59https://ucj.org.ua Є. О. Коломієць, Ю. С. Дзязько УХЖ № 5 / ТОМ 88 gineering Journal. 2018. Vol. 130. P. 104–112. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bej.2017.11.018 43. URL: https://www.ukrinform.ua/rubric-wor ld/3394219-rozliv-nafti-bila-beregiv-peru-vi- avivsa-udvici-bilsij-niz-vvazalosa.html. 44. URL: https://lb.ua/tag/9337_razliv_nefti 45. URL: https://lb.ua/world/2015/08/07/313022_ turetskoe_sudno_razlilo_neft_vblizi.html 46. URL: https://hromadske.ua/posts/u-kakhovs komu-stavsia-rozlyv-naftoproduktiv 47. Hypoxia and reduced salinity exacerbate the effects of oil exposure on sheepshead minnow (Cyprinodon variegatus) reproduction / L. Jas- perse et al. Aquatic Toxicology. 2019. Vol. 212. P. 175–185. DOI: https://doi.org/10.1016/j. aquatox.2019.05.002. 48. In Situ Separation and Collection of Oil from Water Surface via a Novel Superoleophilic and Superhydrophobic Oil Containment Boom / F. Wang et al. Langmuir. 2014. Vol. 30, no. 5. P. 1281–1289. DOI: https://doi.org/10.1021/la403778e 49. Water purification: oil–water separation by na- notechnology and environmental concerns / C. H. Lee et al. Environmental Science: Nano. 2017. Vol. 4, no. 3. P. 514–525. DOI: https://doi.org/10.1039/c6en00505e. 50. Scaling sorbent materials for real oil-sorbing applications and environmental disasters / A. Patalano et al. MRS Energy & Sustainabi lity. 2019. Vol. 6. DOI: https://doi.org/10.1557/mre.2019.3. 51. Paulauskienė T., Jucikė I. Aquatic oil spill cleanup using natural sorbents. Environmen- tal Science and Pollution Research. 2015. Vol. 22, no. 19. P. 14874–14881. DOI: https:// doi.org/10.1007/s11356-015-4725-y. 52. The Use of Natural Sorbents for Spilled Crude Oil and Diesel Cleanup from the Water Sur- face / T. Paulauskienė et al. Water, Air, & Soil Pollution. 2014. Vol. 225, no. 6. DOI: https:// doi.org/10.1007/s11270-014-1959-0. 53. Design of submicron structures with superhyd rophobic and oleophobic properties on zinc substrate / L. Hao et al. Materials & Design. 2015. Vol. 85. P. 653–660. DOI: https://doi. org/10.1016/j.matdes.2015.07.057. 54. Transforming an intrinsically hydrophilic po lymer to a robust self-cleaning superhydro- phobic coating via carbon nanotube surface embedding / I. Hejazi et al. Materials & De- sign. 2015. Vol. 86. P. 338–346. DOI: https:// doi.org/10.1016/j.matdes.2015.07.092. 55. HKUST-1 MOFs decorated 3D copper foam with superhydrophobicity/ superoleophilici- ty for durable oil/water separation / J. Du et al. Colloids and Surfaces A: Physicochemi- cal and Engineering Aspects. 2019. Vol. 573. P. 222–229. DOI: https://doi.org/10.1016/j. colsurfa.2019.04.064. 56. Magnetic textile with pH-responsive wettabili- ty for controllable oil/water separation / T. Yan et al. Colloids and Surfaces A: Physicochem- ical and Engineering Aspects. 2019. Vol. 575. P. 155–165. DOI: https://doi.org/10.1016/j.col- surfa.2019.04.083. 57. Yazdanshenas M. E., Shateri-Khalilabad M. One-Step Synthesis of Superhydrophobic Coating on Cotton Fabric by Ultrasound Ir radiation. Industrial & Engineering Chemistry Research. 2013. Vol. 52, no. 36. P. 12846–12854. DOI: https://doi.org/10.1021/ie401133q. 58. Preparation and Characterization of Cellu- lose Fibers from Corn Straw as Natural Oil Sorbents / D. Li et al. Industrial & Engineer- ing Chemistry Research. 2013. Vol. 52, no. 1. P. 516–524. DOI: https://doi.org/10.1021/ ie302288k . 59. Dong T., Xu G., Wang F. Oil spill cleanup by structured natural sorbents made from cattail fibers. Industrial Crops and Products. 2015. Vol. 76. P. 25–33. DOI: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2015. 06. 034. 60. Facile fabrication of superhydrophobic and superoleophilic glass-fiber fabric for wa- ter-in-oil emulsion separation / B. Xu et al. Textile Research Journal. 2018. Vol. 89, no. 13. P. 2674–2681. DOI: https://doi. org/10.1177/0040517518801189. 60 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022 СОРБЕНТИ НА ОСНОВІ НЕКАРБОНІЗОВАНОЇ РОСЛИННОЇ СИРОВИНИФІЗИЧНА ХІМІЯ 61. Facile fabrication of superhydrophobic wood slice for effective water-in-oil emulsion sepa- ration / X. Bai et al. Separation and Purifica- tion Technology. 2019. Vol. 210. P. 402–408. DOI: https://doi.org/10.1016/j.seppur.2018. 08.010. 62. Dashairya L., Barik D. D., Saha P. Methyl- trichlorosilane functionalized silica nano- particles-treated superhydrophobic cotton for oil–water separation. Journal of Coatings Technology and Research. 2019. Vol. 16, no. 4. P. 1021–1032. DOI: https://doi.org/10.1007/ s11998-018-00177-z. 63. Superhydrophobic/superoleophilic corn straw as an eco-friendly oil sorbent for the removal of spilled oil / X. Tan et al. Clean Technologies and Environmental Policy. 2020. DOI: https://doi.org/10.1007/s10098-019-01808-8. 64. Study of the Kinetics and Equilibrium of the Adsorption of Oils onto Hydrophobic Jute Fiber Modified via the Sol-Gel Method / N. Lv et al. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2018. Vol. 15, no. 5. P. 969. DOI: https://doi.org/10.3390/ijerph15050969. 65. Fabrication of superhydrophobic fibre and its application to selective oil spill removal / J. H. Lee et al. Chemical Engineering Journal. 2016. Vol. 289. P. 1–6. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2015.12.026. 66. Reduced graphene oxide-coated cottons for selective absorption of organic solvents and oils from water / H. Sun et al. RSC Advances. 2014. Vol. 4, no. 58. P. 30587. DOI: https://doi.org/10.1039/c4ra03208j. 67. A graphene coated cotton for oil/water sepa ration / B. Ge et al. Composites Science and Technology. 2014. Vol. 102. P. 100–105. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compscitech. 2014.07.020. 68. Hoai N. T., Sang N. N., Hoang T. D. Thermal reduction of graphene-oxide-coated cotton for oil and organic solvent removal. Materials Science and Engineering: B. 2017. Vol. 216. P. 10–15. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mseb.2016.06. 007. 69. Rational design of multi-layered superhy- drophobic coating on cotton fabrics for UV shielding, self-cleaning and oil-water se paration / T. Zhu et al. Materials & Design. 2017. Vol. 134. P. 342–351. DOI: https://doi. org/10.1016/j.matdes.2017.08.071. 70. Oil Removal from Water by Selective Sorp- tion on Hydrophobic Cotton Fibers. 1. Study of Sorption Properties and Comparison with Other Cotton Fiber-Based Sorbents / G. Des- champs et al. Environmental Science & Tech- nology. 2003. Vol. 37, no. 5. P. 1013–1015. DOI: https://doi.org/10.1021/es020061s. 71. Lee J. H., Kim D. H., Kim Y. D. High-perfor- mance, recyclable and superhydrophobic oil absorbents consisting of cotton with a poly- dimethylsiloxane shell. Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2016. Vol. 35. P. 140–145. DOI: https://doi.org/10.1016/j. jiec.2015.12.025. 72. Toyoda M., Aizawa J., Inagaki M. Sorption and recovery of heavy oil by using exfoliated graphite. Desalination. 1998. Vol. 115, no. 2. P. 199–201. DOI: https://doi.org/10.1016/ s0011-9164(98)00038-1. 73. Sykam N., Kar K. K. Rapid synthesis of exfo- liated graphite by microwave irradiation and oil sorption studies. Materials Letters. 2014. Vol. 117. P. 150–152. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matlet.2013. 12.003. 74. Recyclable 3D graphene aerogel with bimo dal pore structure for ultrafast and selective oil sorption from water / M. A. Riaz et al. RSC Advances. 2017. Vol. 7, no. 47. P. 29722–29731. DOI: https://doi.org/10.1039/c7ra02886e. 75. Iqbal M. Z., Abdala A. A. Oil spill cleanup us- ing graphene. Environmental Science and Pol- lution Research. 2012. Vol. 20, no. 5. P. 3271– 3279. DOI: https://doi.org/10.1007/s11356- 012-1257-6. 76. Stewart D., Morrison I. M. Ft-ir spectroscopy as a tool for the study of biological and che 61https://ucj.org.ua Є. О. Коломієць, Ю. С. Дзязько УХЖ № 5 / ТОМ 88 mical treatments of barley straw. Journal of the Science of Food and Agriculture. 1992. Vol. 60, no. 4. P. 431–436. DOI: https://doi.org/10.1002/jsfa.2740600405. 77. Recent progresses in the application of cellu- lose, starch, alginate, gum, pectin, chitin and chitosan based (nano)catalysts in sustainable and selective oxidation reactions: A review / M. Nasrollahzadeh et al. Carbohydrate Poly- mers. 2020. Vol. 241. P. 116353. DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020. 116353. 78. Nikiforova T. E., Kozlov V. A., Loginova V. A. Peculiarities of the Adsorption of Heavy-Me tal Ions from Aqueous Media by Modified Cellulose. Adsorption Science & Technology. 2014. Vol. 32, no. 5. P. 389–402. DOI: https:// doi.org/10.1260/0263-6174.32.5.389. 79. Witek-Krowiak A., Szafran R. G., Modelski S. Biosorption of heavy metals from aqueous solutions onto peanut shell as a low-cost bio- sorbent. Desalination. 2011. Vol. 265, no. 1-3. P. 126–134. DOI: https://doi.org/10.1016/j.de- sal.2010.07.042 80. Ong P.-S., Ong S.-T., Hung Y.-T. Utilization of Mango Leaf as a Low-Cost Adsorbent for the Removal of Cu(II) Ions from Aqueous Solution. Asian Journal of Chemistry. 2013. Vol. 25, no. 11. P. 6141–6145. DOI: https://doi. org/10.14233/ajchem.2013.14290. 81. Benaïssa H., Elouchdi M. A. Removal of cop- per ions from aqueous solutions by dried sunflower leaves. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. 2007. Vol. 46, no. 7. P. 614–622. DOI: https://doi. org/10.1016/j.cep.2006.08.006. 82. Application of orange peel xanthate for the adsorption of Pb2+ from aqueous solutions / S. Liang et al. Journal of Hazardous Materials. 2009. Vol. 170, no. 1. P. 425–429. DOI: https:// doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.04.078. 83. Mishra S., Maiti A. The efficiency of Eichhor- nia crassipes in the removal of organic and inorganic pollutants from wastewater: a re- view. Environmental Science and Pollution Research. 2017. Vol. 24, no. 9. P. 7921–7937. DOI: https://doi.org/10.1007/s11356-016-83 57-7. 84. Use of X-ray Absorption Spectroscopy and Es- terification to Investigate Cr(III) and Ni(II) Li- gands in Alfalfa Biomass / K. J. Tiemann et al. Environmental Science & Technology. 1999. Vol. 33, no. 1. P. 150–154. DOI: https://doi.org/10.1021/es9804722. 85. The use of sago waste for the sorption of lead and copper/ S.Y. Quek, D.A.J. Wase, C.F. For- ster. Water S.A. 1998. Vol. 24, no 3. P. 251–256. 86. Removal of lead from solution by the non-vi- able biomass of the water fern Azolla filiculoi- des/ D. Sanyahumbi, J.R. Duncan, M. Zhao et al. Biotechnol. Lett. 1998. Vol.20. P. 745–747. 87. Iqbal M., Saeed A., Zafar S. I. FTIR spectropho- tometry, kinetics and adsorption isotherms modeling, ion exchange, and EDX analysis for understanding the mechanism of Cd2+ and Pb2+ removal by mango peel waste. Journal of Hazardous Materials. 2009. Vol. 164, no. 1. P. 161–171. DOI: https://doi.org/10.1016/j. jhazmat.2008.07.141. 88. Heavy metal removal by olive pomace: bio sorbent characterisation and equilibrium modelling / F. Pagnanelli et al. Chemical Engi- neering Science. 2003. Vol. 58, no. 20. P. 4709– 4717. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ces.2003.08.001. 89. Singh K. K., Talat M., Hasan S. H. Removal of lead from aqueous solutions by agricultu ral waste maize bran. Bioresource Technology. 2006. Vol. 97, no. 16. P. 2124–2130. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2005. 09.016. 90. Adsorption of heavy metal ion from aqueous single metal solution by chemically modi- fied sugarcane bagasse / O. Karnitz et al. Bio resource Technology. 2007. Vol. 98, no. 6. P. 1291–1297. DOI: https://doi.org/10.1016/j. biortech.2006.05.013. 91. Functionalized Cellulose for Water Purifica- tion, Antimicrobial Applications, and Sen- sors / K. Bethke et al. Advanced Functional 62 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022 СОРБЕНТИ НА ОСНОВІ НЕКАРБОНІЗОВАНОЇ РОСЛИННОЇ СИРОВИНИФІЗИЧНА ХІМІЯ Materials. 2018. Vol. 28, no. 23. P. 1800409. DOI: https://doi.org/10.1002/adfm.201800409. 92. Gurnani V., Singh A. K., Venkataramani B. Cel- lulose functionalized with 8-hydroxyquino- line: new method of synthesis and applications as a solid phase extractant in the determina- tion of metal ions by flame atomic absorption spectrometry. Analytica Chimica Acta. 2003. Vol. 485, no. 2. P. 221–232. DOI: https://doi. org/10.1016/s0003-2670(03)00416-1. 93. Exhausted Tea Leaves – a low cost bioadsor- bent for the removal of Lead (II) and Zinc (II) ions from their aqueous solution / B. Shrestha et al. Journal of Nepal Chemical Society. 2013. Vol. 30. P. 123–129. DOI: https://doi.org/10.3126/jncs.v30i0.9383. 94. Hameed B. H. Spent tea leaves: A new non-con- ventional and low-cost adsorbent for removal of basic dye from aqueous solutions. Journal of Hazardous Materials. 2009. Vol. 161, no. 23. P. 753–759. DOI: https://doi.org/10.1016/j. jhazmat.2008.04.019. 95. Kyzas G. Z., Lazaridis N. K., Mitropoulos A. C. Removal of dyes from aqueous solutions with untreated coffee residues as potential low-cost adsorbents: Equilibrium, reuse and thermody- namic approach. Chemical Engineering Jour- nal. 2012. Vol. 189–190. P. 148–159. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2012.02.04.5 96. Efficient removal of dyes using carboxymethyl cellulose/alginate/polyvinyl alcohol/rice husk composite: Adsorption/desorption, kinetics and recycling studies / H. N. Bhatti et al. In- ternational Journal of Biological Macromole- cules. 2020. Vol. 150. P. 861–870. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020. 02.093. 97. Chitosan/nano-lignin based composite as a new sorbent for enhanced removal of dye pollution from aqueous solutions / S. Sohni et al. International Journal of Biological Mac- romolecules. 2019. Vol. 132. P. 1304–1317. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019. 03.151. 98. Gnanasekaran D. Green Biopolymers and Its Nanocomposites in Various Applications: State of the Art. Materials Horizons: From Nature to Nanomaterials. Singapore, 2019. P. 1–27. DOI: https://doi.org/10.1007/978-981-13-8063-1_1. 99. Evaluation of banana peel for treatment of ar- senic contaminated water / S. Q. Memon et al. Proceedings of the 1st Technical Meeting of Muslim Water Researchers Cooperation. 2008. p. 105–109. 100. Removal of phosphate and chromium(vi) from liquids by an amine-crosslinked nano-Fe3O4 biosorbent derived from corn straw / H. Wang et al. RSC Advances. 2016. Vol. 6, no. 53. P. 47237–47248. DOI: https://doi.org/10.1039/ c6ra06801d. REFERENCES 1. Cisterna P. Biological Treatment by Active Sludge with High Biomass Concentration at Laboratory Scale for Mixed Inflow of Sunflow- er Oil and Saccharose. Environments. 2017. 4(4): 69. DOI: https://doi.org/10.3390/envi- ronments4040069. 2. Kumar R., Pal P. Assessing the feasibility of N and P recovery by struvite precipitation from nutrient-rich wastewater: a review. En- vironmental Science and Pollution Research. 2015. 22(22): 17453–17464. DOI: https://doi. org/10.1007/s11356-015-5450-2. 3. Scott J. P., Ollis D. F. Integration of Chemical and Biological Oxidation Processes for Water Treatment: II. Recent Illustrations and Experi- ences. Journal of Advanced Oxidation Technol- ogies. 1997. 2 (3): 374–381. DOI: https://doi. org/10.1515/jaots-1997-0301. 4. Scott J. P., Ollis D. F. Integration of chemical and biological oxidation processes for water treatment: Review and recommendations. En- vironmental Progress. 1995. 14 (2): 88–103. DOI: https://doi.org/10.1002/ep.670140212. 5. Haiming Z., Wanzheng M., Yan W. A novel process of dye wastewater treatment by linking advanced chemical oxidation with biological 63https://ucj.org.ua Є. О. Коломієць, Ю. С. Дзязько УХЖ № 5 / ТОМ 88 oxidation. Archives of Environmental Protec- tion. 2015. 41(4): 33–39. DOI: https://doi.org/10.1515/aep-2015-0037. 6. Ince M., Kaplan İnce O. An Overview of Ad- sorption Technique for Heavy Metal Removal from Water/Wastewater: A Critical Review. In- ternational Journal of Pure and Applied Scienc- es. 2017. 3(2): 10–19. DOI: https://doi.org/10.29132/ijpas.358199. 7. Levchuk I., Rueda Márquez J. J., Sillan- pää M. Removal of natural organic mat- ter (NOM) from water by ion exchange – A review. Chemosphere. 2018. 192: 90–104. DOI: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere. 2017.10.101 . 8. Wołowiec M. et al. Removal of Heavy Metals and Metalloids from Water Using Drinking Water Treatment Residuals as Adsorbents: A Review. Minerals. 2019. 9(8): 487. DOI: https://doi.org/10.3390/min9080487. 9. Sillanpää M. et al. Removal of natural organic matter in drinking water treatment by coagu- lation: A comprehensive review. Chemosphere. 2018. 190: 54–71. DOI: https://doi.org/10. 1016/j.chemosphere.2017.09.113. 10. G. Xue et al. Phosphoryl functionalized meso porous silica for uranium adsorption / Ap- plied Surface Science. 2017. 402: 53–60. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.01.050. 11. Ieamviteevanich P. et al. Carbon Nanofiber Aerogel/Magnetic Core–Shell Nanoparticle Composites as Recyclable Oil Sorbents. ACS Applied Nano Materials. 2020. 3(4): 3939– 3950. DOI: https://doi.org/10.1021/acsanm.0c00818. 12. Ngu N.-T. et al. Advances in organic-inor- ganic hybrid sorbents for the extraction of organic and inorganic pollutants in different types of food and environmental samples. J. of Separation Science. 2017. 41(1): 195–208. DOI: https://doi.org/10.1002/jssc.201700689. 13. Maltseva T. et al. Composite anion-exchang- ers modified with nanoparticles of hydrated oxides of multivalent metals / Applied Na- noscience. 2018. Vol. 9, no. 5. P. 997–1004. DOI: https://doi.org/10.1007/s13204-018-06 89-9. 14. Dzyazko Y. et al. Organic-inorganic sorbents containing hydrated zirconium dioxide for re- moval of chromate anions from diluted solu- tions. Materials Today: Proceedings. 2019. 6: 260–269. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mat- pr.2018.10.103. 15. Dzyazko Y. et al. Effect of Porosity on Ion Transport Through Polymers and Poly- mer-Based Composites Containing Inorganic Nanoparticles (Review) Springer Proceedings in Physics. Cham, 2019. 235–253. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-1775 5-3_16. 16. Perlova O. et al. Anion Exchange Resin Modi fied with Nanoparticles of Hydrated Zirco- nium Dioxide for Sorption of Soluble U(VI) Compounds. Nanooptics, Nanophotonics, Na- nostructures and Their Applications. Cham, 2018. 3–15. DOI: https://doi.org/10.1007/978- 3-319-91083-3_1. 17. Ponomarova L. et al. Effect of Incorporated In- organic Nanoparticles on Porous Structure and Functional Properties of Strongly and Weakly Acidic Ion Exchangers. Springer Proceedings in Physics. Cham, 2018. 63–77. DOI: https://doi. org/10.1007/978-3-319-92567-7_4. 18. Myronchuk V. et al. Whey desalination using polymer and inorganic membranes: Operation conditions. Acta Periodica Technologica. 2018. (49): 103–115. DOI: https://doi.org/10.2298/ apt1849103m. 19. Zmievskii Y. et al. Organic-Inorganic Mate- rials for Baromembrane Separation. Springer Proceedings in Physics. Cham, 2017. 675–686. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319- 56422-7_51. 20. Perlova O. et al. Hydrated titanium dioxide modified with potassium cobalt hexacyano ferrate(II) for sorption of cationic and anion- ic complexes of uranium(VI). Applied Nano- science. 2021. DOI: https://doi.org/10.1007/ s13204-021-01721-x. 21. Myronchuk V. et al. Electrodialytic whey 64 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022 СОРБЕНТИ НА ОСНОВІ НЕКАРБОНІЗОВАНОЇ РОСЛИННОЇ СИРОВИНИФІЗИЧНА ХІМІЯ demineralization involving polymer-inor- ganic membranes, anion exchange resin and graphene-containing composite. Acta Period- ica Technologica. 2019. 50: 163–171. DOI: https://doi.org/10.2298/apt1950163m. 22. Perlova O. et al. Composites based on zirco- nium dioxide and zirconium hydrophosphate containing graphene-like additions for remo val of U(VI) compounds from water. Applied Nanoscience. 2020. 10(12): 4591–4602. DOI: https://doi.org/10.1007/s13204-020-01313-1. 23. Bhatnagar A., Sillanpää M. Utilization of agro-industrial and municipal waste materials as potential adsorbents for water treatment–A review. Chemical Engineering Journal. 2010. 157(2-3): 277–296. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2010.01.007. 24. Kyzas G., Kostoglou M. Green Adsorbents for Wastewaters: A Critical Review. Materials. 2014. 7 (1): 333–364. DOI: https://doi.org/10.3390/ma7010333. 25. Dzyazko, Y. and Ogenko, V. Polysaccha- rides: An Efficient Tool for Fabrication of Carbon Nanomaterials. In Polysaccharides (eds Inamuddin, M.I. Ahamed, R. Boddula and T. Altalhi). 2021. DOI: https://doi.org/ 10.1002/9781119711414.ch16. 26. Dzyazko Y. et al. Nanoporous Biochar for Removal of Toxic Organic Compounds from Water. Springer Proceedings in Phys- ics. Cham, 2019. 209–224. DOI: https://doi. org/10.1007/978-3-030-1775 5-3_14. 27. Gibson L. J. The hierarchical structure and mechanics of plant materials. J. of The Ro yal Society Interface. 2012. 9(76): 2749–2766. DOI: https://doi.org/10.1098/rsif.2012.0341 . 28. Jones R. L., Buchanan B. B., Gruissem W. Bio chemistry and Molecular Biology of Plants. Wiley & Sons, Incorporated, John, 2015. 1280 p. 29. Lavoine N. et al. Microfibrillated cellulose – Its barrier properties and applications in cellulos- ic materials: A review. Carbohydrate Polymers. 2012. 90 (2): 735–764. DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2012. 05.026. 30. Thygesen A. et al. On the determination of crystallinity and cellulose content in plant fibre. Cellulose. 2005. 12 (6): 563–576. DOI: https://doi.org/10.1007/s10570-005-9001-8. 31. Andersson S. et al. Crystallinity of wood and the size of cellulose crystallites in Norway spruce (Picea abies). Journal of Wood Sci- ence. 2003. 49 (6): 531–537. DOI: https://doi. org/10.1007/s10086-003-0518-x. 32. Terinte, N., Ibbett, R., Schuster, K.C. Overview on native cellulose and microcrystalline cel- lulose structure studied by X-ray diffraction (WAXD): comparison between measurement techniques. Lenzinger Berichte, 2011. 89 (118): 118-131. URL: https://www.researchgate.net/ publication/266593566_Overview_on_na- tive_cellulose_and_microcrystalline_cellu- lose_I_structure_studied_by_X-ray_diffrac- tion_WAXD_Comparison_between_meas- urement_techniques. 33. Jiang Y. et al. Cell wall microstructure, pore size distribution and absolute density of hemp shiv. Royal Society Open Science. 2018. 5 (4): 171945. DOI: https://doi.org/10.1098/rsos.171945. 34. Khandanlou R. et al. Synthesis and Character- ization of Rice Straw/Fe3O4 Nanocomposites by a Quick Precipitation Method. Molecules. 2013. 18 (6): 6597–6607. DOI: https://doi. org/10.3390/molecules18066597. 35. Liu Q. X., Yin Y. N., Lyu Y. B. Preparation and Properties of Straw Pulp Fiber/Magnetic Na- no-Composites. Advanced Materials Research. 2013. 781: 2641–2644. DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific. net/amr.781-784.2641. 36. Wan T. et al. Synthesis of wheat straw compos- ite superabsorbent. J.of Applied Polymer Sci- ence. 2013. 130 (5): 3404–3410. DOI: https://doi.org/10.1002/app.39573. 37. Osman M. A., Atia M. R. A. Investigation of ABS-rice straw composite feedstock filament for FDM. Rapid Prototyping Journal. 2018. 24 (6): 1067–1075. 65https://ucj.org.ua Є. О. Коломієць, Ю. С. Дзязько УХЖ № 5 / ТОМ 88 DOI: https://doi.org/10.1108/rpj-11-2017-0242. 38. Yao F. et al. Rice straw fiber-reinforced high-density polyethylene composite: Effect of fiber type and loading. Industrial Crops and Products. 2008. 28 (1): 63–72. DOI: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2008. 01.007. 39. Xue Q. et al. Evaluation of pavement straw composite fiber on SMA pavement perfor- mances. Construction and Building Materials. 2013. 41: 834–843. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat. 2012.11.120. 40. Wen R. et al. Enhanced thermal properties of stearic acid/carbonized maize straw com- posite phase change material for thermal en- ergy storage in buildings. Journal of Energy Storage. 2021. 36: 102420. DOI: https://doi. org/10.1016/j.est.2021.102420. 41. Yang F. et al. Corn straw-derived biochar im- pregnated with α-FeOOH nanorods for highly effective copper removal. Chemical Engineer- ing Journal. 2018. 348: 191–201. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.04.161. 42. Zhang J. et al. Effects of pH, dissolved humic acid and Cu2+ on the adsorption of norfloxacin on montmorillonite-biochar composite de- rived from wheat straw. Biochemical Engineer- ing Journal. 2018. 130: 104–112. DOI: https:// doi.org/10.1016/j.bej.2017.11.018. 43. URL: https://www.ukrinform.ua/rubric-world/ 3394219-rozliv-nafti-bila-beregiv-peru-viaviv- sa-udvici-bilsij-niz-vvazalosa.html 44. URL: https://lb.ua/tag/9337_razliv_nefti 45. URL: https://lb.ua/world/2015/08/07/313022_ turetskoe_sudno_razlilo_neft_vblizi.html 46. URL: https://hromadske.ua/posts/u-kakhovsk omu-stavsia-rozlyv-naftoproduktiv 47. Jasperse L. et al. Hypoxia and reduced salin- ity exacerbate the effects of oil exposure on sheepshead minnow (Cyprinodon variegatus) reproduction. Aquatic Toxicology. 2019. 212: 175–185. DOI: https://doi.org/10.1016/j.aqua- tox.2019.05.002. 48. Wang F. et al. In Situ Separation and Collec- tion of Oil from Water Surface via a Novel Superoleophilic and Superhydrophobic Oil Containment Boom. Langmuir. 2014. 30 (5): 1281–1289. DOI: https://doi.org/10.1021/la403778e. 49. Lee C. et al.Water purification: oil–water sepa ration by nanotechnology and environmental concerns. Environmental Science: Nano. 2017. 4(3): 514–525. DOI: https://doi.org/10.1039/c6en00505e. 50. Patalano A. et al. Scaling sorbent materials for real oil-sorbing applications and environ- mental disasters. MRS Energy & Sustainabil- ity. 2019. 6: 3. DOI: https://doi.org/10.1557/ mre.2019.3. 51. Paulauskienė T., Jucikė I. Aquatic oil spill cleanup using natural sorbents. Environmental Science and Pollution Research. 2015. 22 (19): 14874–14881. DOI: https://doi.org/10.1007/ s11356-015-4725-y. 52. Paulauskienė T. et al. The Use of Natural Sor- bents for Spilled Crude Oil and Diesel Clean- up from the Water Surface. Water, Air, & Soil Pollution. 2014. 225(6) DOI: https://doi. org/10.1007/s11270-014-1959-0. 53. Hao L. et al Design of submicron struc- tures with superhydrophobic and oleopho- bic properties on zinc substrate. Materials & Design. 2015. 85: 653–660. DOI: https://doi. org/10.1016/j.matdes.2015.07.057. 54. Hejazi I. et al. Transforming an intrinsically hy- drophilic polymer to a robust self-cleaning su- perhydrophobic coating via carbon nanotube surface embedding. Materials & Design. 2015. 86: 338–346. DOI: https://doi.org/10.1016/j. matdes.2015.07.092. 55. Du J. et al. HKUST-1 MOFs decorated 3D copper foam with superhydrophobicity/ su- peroleophilicity for durable oil/water separa- tion. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2019. 573: 222–229. DOI: https://doi.org/10.1016/j.colsurfa. 2019.04.064. 56. Yan T. et al. Magnetic textile with pH-re- sponsive wettability for controllable oil/water 66 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022 СОРБЕНТИ НА ОСНОВІ НЕКАРБОНІЗОВАНОЇ РОСЛИННОЇ СИРОВИНИФІЗИЧНА ХІМІЯ separation. Colloids and Surfaces A: Physico- chemical and Engineering Aspects. 2019. 575: 155–165. DOI: https://doi.org/10.1016/j.col- surfa.2019.04.083. 57. Yazdanshenas M. E., Shateri-Khalilabad M. One-Step Synthesis of Superhydrophobic Coating on Cotton Fabric by Ultrasound Ir- radiation. Industrial & Engineering Chem- istry Research. 2013. 52 (36): 12846–12854. DOI: https://doi.org/10.1021/ie401133q. 58. Li D. et al. Preparation and Characterization of Cellulose Fibers from Corn Straw as Natural Oil Sorbents. Industrial & Engineering Che mistry Research. 2013. 52 (1): 516–524. DOI: https://doi.org/10.1021/ie302288k. 59. Dong T., Xu G., Wang F. Oil spill cleanup by structured natural sorbents made from cattail fibers. Industrial Crops and Products. 2015. 76: 25–33. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ind- crop.2015. 06.034. 60. Xu B. et al. Facile fabrication of superhydro- phobic and superoleophilic glass-fiber fabric for water-in-oil emulsion separation. Textile Research Journal. 2018. 89 (13): 2674–2681. DOI: https://doi.org/10.1177/004051751880 1189. 61. Bai X. et al. Facile fabrication of superhydro- phobic wood slice for effective water-in-oil emulsion separation. Separation and Purifi- cation Technology. 2019. 210: 402–408. DOI: https://doi.org/10.1016/j.seppur.2018. 08.010. 62. Dashairya L., Barik D. D., Saha P. Methyl- trichlorosilane functionalized silica nanopar- ticles-treated superhydrophobic cotton for oil–water separation. Journal of Coatings Tech- nology and Research. 2019. 16 (4): 1021–1032. DOI: https://doi.org/10.1007/s11998-018- 00177-z. 63. Tan X. et al. Superhydrophobic/superoleop- hilic corn straw as an eco-friendly oil sor bent for the removal of spilled oil. Clean Technologies and Environmental Policy. 2020. DOI: https://doi.org/10.1007/s10098-019-018 08-8. 64. Lva N. et al.Study of the Kinetics and Equilibri- um of the Adsorption of Oils onto Hydropho- bic Jute Fiber Modified via the Sol-Gel Meth- od. International Journal of Environmental Re- search and Public Health. 2018. 15 (5): 969. DOI: https://doi.org/10.3390/ijerph15050969. 65. Lee J. et al. Fabrication of superhydrophobic fibre and its application to selective oil spill removal. Chemical Engineering Journal. 2016. 289: 1–6. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej. 2015.12.026. 66. Sun H. et al. Reduced graphene oxide-coated cottons for selective absorption of organic sol- vents and oils from water. RSC Advances. 2014. 4(58): 30587. DOI: https://doi.org/10.1039/c4ra03208j. 67. Ge B. et al. A graphene coated cotton for oil/ water separation. Composites Science and Tech- nology. 2014. 102: 100–105. DOI: https://doi. org/10.1016/j.compscitech.2014.07.020. 68. Hoai N. T., Sang N. N., Hoang T. D. Thermal reduction of graphene-oxide-coated cotton for oil and organic solvent removal. Materials Sci- ence and Engineering. 2017. 216: 10–15. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mseb.2016.06. 007. 69. T. Zhu et al. Rational design of multi-layered superhydrophobic coating on cotton fabrics for UV shielding, self-cleaning and oil-wa- ter separation. Materials & Design. 2017. 134: 342–351. DOI: https://doi.org/10.1016/j. matdes.2017.08.071. 70. Deschamps G. et al. Oil Removal from Water by Selective Sorption on Hydrophobic Cotton Fibers. 1. Study of Sorption Properties and Comparison with Other Cotton Fiber-Based Sorbents. Environmental Science & Techno logy. 2003. 37 (5): 1013–1015. DOI: https://doi.org/10.1021/es020061s. 71. Lee J., Kim D., Kim Y. High-performance, re- cyclable and superhydrophobic oil absorbents consisting of cotton with a polydimethylsil oxane shell. Journal of Industrial and Engineer- ing Chemistry. 2016. 35: 140–145. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jiec.2015.12.025 72. Toyoda M., Aizawa J., Inagaki M. Sorption 67https://ucj.org.ua Є. О. Коломієць, Ю. С. Дзязько УХЖ № 5 / ТОМ 88 and recovery of heavy oil by using exfoliated graphite. Desalination. 1998. 115 (2): 199– 201. DOI: https://doi.org/10.1016/s0011-91 64(98)00038-1. 73. Sykam N., Kar K. Rapid synthesis of exfoliat- ed graphite by microwave irradiation and oil sorption studies. Materials Letters. 2014. 117: 150–152. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mat- let.2013.12.003. 74. Riaz M. et al. Recyclable 3D graphene aerogel with bimodal pore structure for ultrafast and selective oil sorption from water. RSC Advanc- es. 2017. 7 (47): 29722–29731. DOI: https://doi.org/10.1039/c7ra02886e. 75. Iqbal M., Abdala A. Oil spill cleanup using graphene. Environmental Science and Pollu- tion Research. 2012. 20 (5): 3271–3279. DOI: https://doi.org/10.1007/s11356-012-1257-6. 76. Stewart D., Morrison I. M. Ft-ir spectroscopy as a tool for the study of biological and chemi cal treatments of barley straw. Journal of the Science of Food and Agriculture. 1992. 60 (4): 431–436. DOI: https://doi.org/10.1002/jsfa.2740600405. 77. Nasrollahzadeh M. et al. Recent progresses in the application of cellulose, starch, algi- nate, gum, pectin, chitin and chitosan based (nano)catalysts in sustainable and selective oxidation reactions: A review. Carbohydrate Polymers. 2020. 241: 116353. DOI: https://doi. org/10.1016/j.carbpol.2020. 116353 78. Nikiforova T., Kozlov V., Loginova V. Pecu liarities of the Adsorption of Heavy-Metal Ions from Aqueous Media by Modified Cellulose. Adsorption Science & Technology. 2014. 32(5): 389–402. DOI: https://doi.org/10.1260/0263- 6174.32.5.389. 79. Witek-Krowiak A., Szafran R. G., Mod- elski S. Biosorption of heavy metals from aqueous solutions onto peanut shell as a low- cost biosorbent. Desalination. 2011. 265 (1): 126–134. DOI: https://doi.org/10.1016/j.de- sal.2010.07.042. 80. Ong P.-S., Ong S.-T., Hung Y.-T. Utilization of Mango Leaf as a Low-Cost Adsorbent for the Removal of Cu(II) Ions from Aque- ous Solution. Asian Journal of Chemistry. 2013. 25 (11): 6141–6145. DOI: https://doi. org/10.14233/ajchem.2013.14290. 81. Benaïssa H., Elouchdi M. A. Removal of cop- per ions from aqueous solutions by dried sunflower leaves. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. 2007. 46 (7): 614–622. DOI: https://doi.org/10.1016/j. cep.2006.08.006. 82. Liang S. et al. Application of orange peel xan- thate for the adsorption of Pb2+ from aque- ous solutions. Journal of Hazardous Materi- als. 2009. 170 (1): 425–429. DOI: https://doi. org/10.1016/j.jhazmat.2009.04.078 83. Mishra S., Maiti A. The efficiency of Eichhor- nia crassipes in the removal of organic and in- organic pollutants from wastewater: a review. Environmental Science and Pollution Research. 2017. 24 (9): 7921–7937. DOI: https://doi. org/10.1007/s11356-016-8357-7. 84. K. Tiemann et al. Use of X-ray Absorption Spectroscopy and Esterification to Investigate Cr(III) and Ni(II) Ligands in Alfalfa Biomass. Environmental Science & Technology. 1999. 33(1): 150–154. DOI: https://doi.org/10.1021/es9804722. 85. Quek, S., Wase, D., Forster, C. The use of sago waste for the sorption of lead and copper. Wa- ter Sa. 1998. 24(3): 251–256. 86. Sanyahumbi D., Duncan J., Zhao M. et al. Re- moval of lead from solution by the non-viable biomass of the water fern Azolla filiculoides. Biotechnol. Lett. 1998. 20: 745–747. 87. Iqbal M., Saeed A., Zafar S. FTIR spectropho- tometry, kinetics and adsorption isotherms modeling, ion exchange, and EDX analysis for understanding the mechanism of Cd2+ and Pb2+ removal by mango peel waste. Journal of Hazardous Materials. 2009. 164(1): 161–171. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008. 07.141 88. Pagnanelli F., Mainelli S., Vegliò F., & Toro L. Heavy metal removal by olive pomace: bi- osorbent characterisation and equilibrium 68 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022 СОРБЕНТИ НА ОСНОВІ НЕКАРБОНІЗОВАНОЇ РОСЛИННОЇ СИРОВИНИФІЗИЧНА ХІМІЯ modelling. Chemical engineering science. 2003. 58(20): 4709–4717.. DOI: https://doi. org/10.1016/j.ces.2003.08.001. 89. Singh K., Talat M., Hasan S. Removal of lead from aqueous solutions by agricultural waste maize bran. Bioresource Technology. 2006. 97(16): 2124–2130. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2005. 09.016. 90. Karnitz O. et al. Adsorption of heavy metal ion from aqueous single metal solution by chemi cally modified sugarcane bagasse. Bioresource Technology. 2007. 98(6): 1291–1297. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2006. 05.013. 91. Bethke K. et al. Functionalized Cellulose for Water Purification, Antimicrobial Applica- tions, and Sensors. Advanced Functional Ma- terials. 2018. 28(23): 1800409. DOI: https://doi.org/10.1002/adfm.201800409. 92. Gurnani V., Singh A. K., Venkataramani B. Cellulose functionalized with 8-hydroxy quinoline: new method of synthesis and ap- plications as a solid phase extractant in the determination of metal ions by flame atomic absorption spectrometry. Analytica Chimica Acta. 2003. 485(2): 221–232. DOI: https://doi. org/10.1016/s0003-2670(03)00416-1. 93. Shrestha B. et al. Exhausted Tea Leaves – a low cost bioadsorbent for the removal of Lead (II) and Zinc (II) ions from their aqueous solution. Journal of Nepal Chemical Society. 2013. 30. 123–129. DOI: https://doi.org/10.3126/jncs.v30i0.9383. 94. Hameed B. H. Spent tea leaves: A new non-conventional and low-cost adsorbent for removal of basic dye from aqueous solutions. Journal of Hazardous Materials. 2009. 161(2– 3): 753–759. DOI: https://doi.org/10.1016/j. jhazmat.2008.04.019. 95. Kyzas G. Z., Lazaridis N. K., Mitropoulos A. C. Removal of dyes from aqueous solutions with untreated coffee residues as potential low-cost adsorbents: Equilibrium, reuse and thermody- namic approach. Chemical Engineering Jour- nal. 2012. 189–190: 148–159. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2012.02.045. 96. Bhatti H. N. Et. al. Efficient removal of dyes using carboxymethyl cellulose/alginate/po lyvinyl alcohol/rice husk composite: Adsorp- tion/desorption, kinetics and recycling studies. International Journal of Biological Macromo lecules. 2020. 150: 861–870. DOI: https://doi. org/10.1016/j.ijbiomac.2020.02.093. 97. Sohni S. et al. Chitosan/nano-lignin based com- posite as a new sorbent for enhanced removal of dye pollution from aqueous solutions. Inter- national Journal of Biological Macromolecules. 2019. 132. 1304–1317. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019. 03.151. 98. Gnanasekaran D. Green Biopolymers and Its Nanocomposites in Various Applications: State of the Art. Materials Horizons: From Na- ture to Nanomaterials. Singapore. 2019. 1: 27. DOI: https://doi.org/10.1007/978-981-13-80 63-1_1. 99. Memon S. Q. et al. Evaluation of banana peel for treatment of arsenic contaminated wa- ter. Proceedings of the 1st Technical Meeting of Muslim Water Researchers Cooperation. 2008. 105–109. 100. H. Wang et al. Removal of phosphate and chromium(vi) from liquids by an amine- crosslinked nano-Fe3O4 biosorbent derived from corn straw. RSC Advances. 2016. 6(53): 47237–47248. DOI: https://doi.org/10.1039/c6ra06801d. Стаття надійшла 11.06.2022.
id	oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-450
institution	Ukrainian Chemistry Journal
keywords_txt_mv	keywords
language	English
last_indexed	2026-07-23T01:08:15Z
publishDate	2022
publisher	V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry
record_format	ojs
resource_txt_mv	ucjorgua/7e/69107251d70b8ba7269ee06b1be2c27e.pdf
spelling	oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-4502026-07-22T08:23:49Z SORBENTS BASED ON NON-CARBONIZED VEGETABLE RAW MATERIALS Dzyazko , Yuliya Kolomiiets, Yevhen non-carbonized plant material, sorption, nanoparticles, composite sorbent. A literature analysis was conducted with sources that describe non-carbonized plant materials (in particular, cellulose from various plants and its derivatives) as sorbents for toxic ions (Cr3+, Cd2+, Cu2+, Pb2+, Ni2+, etc.) and organic compounds, including oil products. The advantage of plant-based non-carbonized raw materials and sorption materials based on them is the ease of obtaining them from cheap and available plant materials (often from agricultural waste), while the absorbed oil products can be separated from such sorbents by pressing, and the sorbents can be reused. The disadvantage is a different composition, depending on the region of growth. The use of inexpensive materials as a matrix for a composite sorbent makes it possible to widely use such material for post-cleaning and/or as the main method of cleaning aqueous solutions for consumer needs. In particular, the addition of finely dispersed inorganic compounds (in particular, graphene oxides) and organic modifiers to non-carbonized plant material for functionalization of its surface was analyzed. Surface modification gives the sorbent hydrophobic properties and/or results in a composite sorbent having a higher sorption capacity (compared to unmodified sorbents) in relation to target pollutants. The study authors suggest using fatty acids, zinc oxide, polysiloxanes, trimethylamine and other compounds as modifiers. The impact of the porous structure of cellulose on its properties as an element of a composite sorbent is also considered. The presence of functional groups in plant materials, in particular in biopolymers, allows them to be used as cheap anion exchangers. To increase the number of ion-exchange groups, the authors of the research suggest functionalizing the surface, which leads to an increase in the number, for example, of sulphatic groups, which in turn increases the ion-exchange capacity of such an ion-exchange material or a composite based on it. When using modified hydrophobic biosorbents to remove oil and oil products from water surfaces, it is possible to regenerate the sorbents mechanically, i.e. without reagents. This provides the possibility of multiple use of biosorbents on one side and the possible complete extraction of valuable products  sorbed hydrocarbons. V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry 2022-06-24 Article Article Physical chemistry Физическая xимия Фізична xімія application/pdf https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/450 10.33609/2708-129X.88.05.2022.37-68 Ukrainian Chemistry Journal; Vol. 88 No. 5 (2022): Ukrainian Chemistry Journal; 37-68 Украинский химический журнал; ##issue.vol## 88 ##issue.no## 5 (2022): Ukrainian Chemistry Journal; 37-68 Український хімічний журнал; Том 88 № 5 (2022): Український хімічний журнал; 37-68 2708-129X 2708-1281 en https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/450/228 Copyright (c) 2022 Yuliya Dzyazko , Yevhen Kolomiiets https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
spellingShingle	Dzyazko , Yuliya Kolomiiets, Yevhen SORBENTS BASED ON NON-CARBONIZED VEGETABLE RAW MATERIALS
title	SORBENTS BASED ON NON-CARBONIZED VEGETABLE RAW MATERIALS
title_full	SORBENTS BASED ON NON-CARBONIZED VEGETABLE RAW MATERIALS
title_fullStr	SORBENTS BASED ON NON-CARBONIZED VEGETABLE RAW MATERIALS
title_full_unstemmed	SORBENTS BASED ON NON-CARBONIZED VEGETABLE RAW MATERIALS
title_short	SORBENTS BASED ON NON-CARBONIZED VEGETABLE RAW MATERIALS
title_sort	sorbents based on non-carbonized vegetable raw materials
topic_facet	non-carbonized plant material sorption nanoparticles composite sorbent.
url	https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/450
work_keys_str_mv	AT dzyazkoyuliya sorbentsbasedonnoncarbonizedvegetablerawmaterials AT kolomiietsyevhen sorbentsbasedonnoncarbonizedvegetablerawmaterials

SORBENTS BASED ON NON-CARBONIZED VEGE­TABLE RAW MATERIALS

Institution

Similar Items

SORBENTS BASED ON NON-CARBONIZED VEGETABLE RAW MATERIALS