КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ПРИРОДНЫХ АЛЮМОСИЛИКАТОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ УГЛЕРОДОМ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

УДК 661.183:546.125

Андреева С.В., Фидченко М.М., Алехина М.Б.

КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ПРИРОДНЫХ АЛЮМОСИЛИКАТОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ УГЛЕРОДОМ

Андреева Светлана Владимировна, обущающийся бакалавр 4 курса кафедры технологии неорганических веществ и электрохимических процессов. e-mail: andreevasvetlana2299@gmail.com

Фидченко Михаил Михайлович, аспирант 2 года обучения кафедры технологии неорганических веществ и электрохимических процессов. e-mail: fidchenkomm@mail.ru

Алехина Марина Борисовна, профессор кафедры технологии неорганических веществ и электрохимических процессов,

e-mail: mbalekhina@yandex.ru

Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, 125047, Москва, Миусская пл., 9

Углеродоминеральные материалы, полученные из природных минералов и органических веществ, модифицирующих их поверхность углеродом, могут использоваться в процессах очистки сточных вод от различных органических примесей как адсорбенты или катализаторы процессов их окислительной деструкции. Степень разложения окислителя составила 71% на лучшем образце.

Ключевые слова: углеродминеральные катализаторы, пероксид водорода, ПАВ, монтмориллонит, окисление.

CATALYTIC PROPERTIES OF MATERIALS BASED ON NATURAL ALUMINOSILICATES, MODIFIED BY CARBON

Andreeva S.V., Fidchenko M.M., Alekhina M.B.

D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia

Carbon-mineral materials emitting natural minerals and organic substances that modify their carbon structure, which can be used in wastewater treatment processes from various components that are adsorbents or catalysts for the processes of their oxidative destruction. The level of decomposition of the oxidant reaches 71% on the best sample

Keywords: carbon mineral catalysts, hydrogen peroxide, surfactant, montmorillonite, oxidation

Повсеместное использование моющих средств неизбежно приводит к повышению загрязнений поверхностно активными-веществами (ПАВ) сточных вод прачечных, текстильных предприятий, предприятий химической и добывающей промышленностей. НПАВ является устойчивым к разложению веществом, что приводит к необходимости поиска новых материалов и способов очистки сточных вод [1].

Сорбционные и окислительные методы очистки на данный момент являются самыми эффективными способами извлечения органических примесей из сточных вод. Одними из часто используемых и эффективных адсорбентов и компонентов катализаторов окисления ПАВ являются активированные угли, однако их дороговизна и частая невозможность регенерации подталкивает к использованию дешевых материалов, или даже бросовых.

Одним из таких материалов может служить природный алюмосиликат и шинная крошка.

Углеродоминеральные материалы (УММ) , на их основе, могут быть использованы как эффективные катализаторы в процессах очистки сточных вод от различных органических примесей. Для их глубокой деструкции целесообразно использовать сильные окислители. Среди них предпочтителен выбор еще и веществ, безопасных для окружающей среды. Одним из перспективных окислителей НПАВ является пероксид водорода, необходимую концентрацию которого легко создать в очищаемой жидкости путем дозирования его раствора.

Образец монтмориллонитовой глины измельчали до фракции 0,25-1 мм. Источником углерода служила шинная крошка из переработанных автомобильных шин. Смесь глины и шинной крошки гранулировали, полученные гранулы подвергали карбонизации при 350-800оС.

Карбонизованные образцы исследовали в качестве катализаторов на основе реакции по разложению пероксида водорода в статических условиях. Результаты приведены в таблице 1.

Таблица 1

Результаты опытов по разложению пероксида водорода на природной Калужской глине и полученных

из неё углеродминеральных адсорбентах

(СШчН202 = 150 мг/л; рН раствора 10; Np_pa Na2S203 = 0,0463 г-экв/л; Vnpo6bi = 50 мл; тСорбента= од г; время контакта 1 ч, 70°С )

Температура пиролиза образца, оС Объем раствора Na2S2O3, мл Остаточное количество H2O2, мг/л Степень разложения Н2О2, %

Исходная глина 5.1 80.3 46

350 6.8 116.4 22

400 5.9 100.3 33

450 5.5 93.5 37

500 4.7 79.9 46

550 5.1 86.7 42

600 5.2 88.4 41

650 4.8 81.6 45

700 2.8 47.6 68

750 2.5 42.5 71

800 2.6 44.2 70

Результаты опытов по разложению Н2О2 на углеродоминеральных материалах показали, что УММ могут применяться в качестве катализатора разложения пероксида водорода в процессах окислительной деструкции ПАВ в сточных водах. Для сравнения также представлена исходная глина [2]. Степень разложения Н2О2 на лучших образцах составила 70% при начальной концентрации Н2О2 150 мг/л и значения рН, равного 10; для активированного угля при тех же условиях значение степени разложения Н2О2 составило 43% [3]. Образцы УММ использовались для очистки модельных растворов от НПАВ (неонол АФ9-10) путем окислительной деструкции органики пероксидом водорода, степень очистки на лучшем образце достигла 86%.

Список литературы

1. Тихова А А. Коллоидно-химические эффекты в процессе окислительной деструкции неионогенных поверхностно-активных веществ в водных растворах, кандидатская диссертация, РХТУ им. Д.И. Менделеева, Москва, 2015

2. Фидченко М.М, Отырба Г.Г., Каменчук И.Н., Клушин В.Н. Каталитическое разложение пероксида водорода на природных глинах калужской области и углеродминеральных адсорбентах, полученных с их использованием.//Успехи в химии и химической технологии: сб. науч. тр. Том XXXII, № 12 (208). -М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2018. С. 76-78.

3. Морозов А.И., Родионов А.И., Каменчук И.Н.. Кинетика разложение пероксида водорода в воде.// Успехи в химии и химической технологии: сб. научн. тр., том XXVIII, №5. М.:, РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2014.- с.46-49