CC BY
15Таблица 2 - Данные потенциометрического тирования
По данным потенциометрического титрования на поверхности всех исходных углей были выявлены в одинаковом количестве группы -СООН и >С=0. Количество феноль-ных групп -ОН, способных вступать в химическое взаимодействие с ДМА уменьшается в ряду:
АГ-ОВ-1 >СКД-515>АГ-5 Представленные результаты показывают, что адсорбция ДМА идет по объемному механизму заполнения микропор и специфическому взаимодействию с поверхностными функциональными группами. При адсорбции ДМА образцом АГ-5 имеющим значительную пористость, но небольшое количество фе-нольных -ОН групп, имеющих кислотную природу преобладает механизм дисперсионного взаимодействия в микропорах. Активный уголь АГ-ОВ-1 характеризуется относительно низкими значениями пористости, но значительным содер
УДК 536.42
жанием фенольных -ОН групп, поэтому основным механизмом является специфическое адсорбционное взаимодействие в мезопорах. Активный уголь СКД-515 проявляет оба механизма действуют в равной степени, в связи с чем данный уголь проявляет наибольшую адсорбционную способность по отношению к ДМА.
Таким образом, проведенная работа показала, что для адсорбции ДМА характерно дисперсионное взаимодействие в микропорах за счет Ван-дер-ваальсовых сил и специфическое взаимодействие в мезопорах с поверхностными функциональными группами имеющими кислую природу.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Фенелонов В.Б. Пористый углерод. Новосибирск: Институт катализа, 1995. 518 с.
2. Тарковская И.А. Окисленный уголь. Киев, Наукова думка, 1981, 196 с.
3. Глузман Л.Д.,Эдельман И.И. Лабораторный контроль коксохимического производства. Харьков: Гос. ун-т изд-во литер. по черной и цветной металлургии, 1957. 636 С.
4. Якушкин М. И., Котов В. И., в кн.: Справочник нефтехимика, под ред. С. К. Огородникова, т. 2, Л., 1998, с. 295-297
5. Гордон А., Форд Р. Спутник хими-ка.//Перевод на русский язык Розенберга Е. Л., Коппель С. И. Москва: Мир, 1996. 544с.
Образец пкфг моль-экв/г
-ОНфенол -СООН -СОО- >С=О
АГ-ОВ-1 0,21 0,03 0,08 2,01
АГ-5 0,03 0,03 0,161 2,05
СКД-515 0,181 0,03 0,16 2,08
ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ БЕНТОНИТОВЫХ ГЛИН ПОД ДЕЙСТВИЕМ РАЗЛИЧНЫХ АКТИВАТОРОВ
Л.В. Куртукова, В.А. Сомин, Л.Ф. Комарова
В работе представлены исследования по изучению бентонитовых глин различных месторождений и влияние активации на их состав и свойства. Проведен анализ спектров поглощения инфракрасных лучей бентонитов различных месторождений и типов активации. Ключевые слова: жесткость воды, бентонитовые глины, ИК-спектроскопия.
ВВЕДЕНИЕ
Подземные воды отличаются от других природных ресурсов, с одной стороны, способностью к восстановлению при рациональной их эксплуатации, с другой - неустойчивостью качественных и количественных показателей при меняющихся природно-техногенных факторах. Качество воды выступает как характеристика ее состава и свойств, определяющая пригодность для конкретных видов водопользования.
Химический состав подземных вод и закономерность их распределения в толщах пород различного возраста являются результатом длительного и сложного процесса развития земной коры. Сравнительный анализ гидрологических комплексов в Алтайском крае выявляет следующие закономерности: кальциевый тип вод тяготеет к восточной части края, а натриевые и магниевые воды залегают преимущественно в центральной части и на северо-западе [1].
Водные ресурсы Алтайского края представлены поверхностными и подземными водами, неравномерное распределение которых по территории края и их интенсивное использование создают проблемы водообеспе-чения, что усугубляется загрязнением и нерациональным использованием вод. Обеспечение промышленности и населения Алтайского края водой требуемого качества является одной из наиболее острых проблем. Географическое положение и гидрогеологические условия определяют основные потенциальные источники водоснабжения: для городов - преимущественно поверхностные воды, для сельских населенных пунктов - подземные. При этом высокое содержание солей жесткости (15-30 мг-экв/л) обусловливает необходимость умягчения природных вод для хозяйственно-питьевых и технических нужд [2].
В настоящее время широко практикуется использование в целях водоподготовки природных минеральных сорбционно-ионообменных материалов. Вермикулит, глауконит, цеолиты и бентонитовые глины могут выступать в качестве сорбентов как в чистом виде, так и после предварительной модификации. Бентонитовые глины достаточно широко распространены, при этом их свойства и состав могут изменяться в зависимости от геологических условий территории, глубины залегания, других факторов. Основным компонентом этих глин является монтмориллонит, который определяет сорб-ционные свойства. Согласно литературным данным, бентониты целесообразнее использовать после предварительной активации [3]. Доступный и недорогой активатор, обеспечивающий высокую сорбционную емкость получаемых материалов, позволяет не только снизить затраты на данный процесс, но и существенно уменьшить стоимость получаемых адсорбентов. При активации необходимо учитывать природу извлекаемого вещества и среду, в которой будет протекать процесс адсорбции: жидкой или газообразной.
Выбор типа активации чаще всего определяется характером извлекаемых соединений и составом бентонита. При использовании бентонитов в качестве сорбционных материалов для извлечения ионов металлов из водных растворов применяются следующие основные виды активации: термическая, кислотная, солевая и содовая.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
На кафедре химической техники и инженерной экологии Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползу-нова были исследованы два вида активации при очистке воды от ионов свинца, цинка, меди и никеля: солевая и содовая. Результаты исследований показали высокую эффективность сорбции данных соединений из водных растворов на активированных бентонитах Таганского месторождения [4].
Расширив круг исследуемых бентонитовых глин, мы изучили влияние типа активатора на сорбционные свойства бентонитов Хакасского, Таганского и Милосского месторождений при извлечении из воды ионов жесткости.
Нами были проведены исследования неактивированных бентонитов различных месторождений методом ИК-спектроскопии. Полученные ИК-спектры приведены на рисунке 1.
40Ю 35 X 3000 2500 2000 1500 1000 500
1 - Мплосскнй 2 - Хакасский 6.9 3 - Хакасский 5.1 4-Таганский \Vavetlum 1кт, 1 СП!
Рисунок 1 - ИК-спектры бентонитов различных месторождений
Как видно из представленного рисунка, для неактивированных бентонитов различных месторождений характерно незначительное изменение положения и относительной интенсивностью пиков.
С целью повышения сорбционной емкости исходные бентониты подвергались активации растворами карбоната натрия, хлорида натрия и соляной кислоты. На рисунке 2 приведены спектры поглощения бентонита Милосского месторождения трех типов активации: содовой, солевой и кислотной.
Как видно из представленного рисунка, в спектрах можно выделить наиболее характерные группы, отличающиеся интенсивностью. Так, в области 3600-3100 см-1 наблюдается широкая полоса ОН- адсорбированной воды, а в области 1640 см-1 можно отметить пик, характерный для ее деформационных колебаний. При этом следует отметить
уменьшение интенсивности характерных полос поглощения ОН- групп в ряду кислотная -солевая - содовая активация.
1 - соловая 2 - солевая 3 - кислотная \¥ауешлпЬег, 1/ст
Рисунок 2 - ИК-спектры Милосского бентонита различных видов активации
Глина, обработанная карбонатом натрия, характеризуется интенсивной полосой поглощения в области 1450 см-1, отвечающей адсорбированной карбонатной группе СО32-, что может быть объяснено структурными изменениями в кристаллической решетке бентонита данного типа активации [5]. Выявлено, что полоса в области 1030 см-1, отвечающая за валентные колебания Si-O связей, остается неизменной во всех случаях, следовательно, активация бентонитовой глины не влияет на содержание кремния в образцах. В
УДК 536.42
целом, следует отметить существенные изменения интенсивности спектров бентонита под влиянием различных активаторов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Показано, что состав исследованных бентонитовых глин различных месторождений отличается незначительно. В то же время, различные типы активации приводят к изменению структуры бентонитов, что подтверждено полученными ИК-спектрами.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Катионный состав подземных вод Алтайского края А.Е. Комлев, Известия АлтГУ № 3-1(71), 2011
2. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды в Алтайском крае в 2010 году». Барнаул, 2011. 175 с.
3. Комаров В.С. Адсорбенты: получение, структура, свойства/ В.С. комаров, А.И. Ратько. -Минск: Беларус. навука. 2009.- 256 с.
4. Создание водооборотных систем с очисткой сточных вод от ионов тяжелых металлов В.А. Сомин, М.А. Полетаева, Л.Ф. Комарова, Ползунов-ский вестник №3, 2008. с. 205-209
5. Гордон, А. Спутник химика / А. Гордон, Р. Форд // перевод с английского Е.Л. Розенберга, С.И. Коппель М: Издательство Мир, 1976. - 541 с.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ МАЛЫХ РЕК ОТ НЕФТЯНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОТХОДОВ РАСТИТЕЛЬНОГО
СЫРЬЯ
А.Н. Романов, М.В. Куликова
Предложено устройство для очистки поверхностного слоя воды на малых реках от нефтепродуктов, масел. На основе результатов натурного эксперимента показано, что степень очистки зависит от уровня начального загрязнения.
Ключевые слова: очистка малых рек очистка сточных и ливневых вод, сорбенты, нефтепродукты, солома злаковых культур.
ВВЕДЕНИЕ
К загрязняющим природные воды веществам относятся нефтепродукты, различные масла, продукты коррозии металлов, соли, химические вещества, количественный и качественный состав которых может изменяться в зависимости от времени года, погодных условий.
В настоящее время для очистки воды применяют различные методы и технологии
[1-4], использующие в качестве сорбентов базальтовое волокно, кварцевый песок, глину, шунгит, вермикулит, керамзит, активированные угли, древесину, опилки, торф, мох, солому, зерновую шелуху [5].
Для удаления нефтяного загрязнения водную поверхность обрабатывают сорбентом, изготовленным из опилок, гидрофобизи-рованных парафинами. В дальнейшем отработанный сорбент можно использовать в качестве топлива [6].
