16Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 12 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-12-1063-1071
ПОЛИВИНИЛХЛОРИД ПЛАСТИКАТИ ХДМДА ЧЩИНДИЛАР АСОСИДА ОЛИНГАН АНИОНИТГА Mn (VII) ИОНИНИНГ СОРБЦИЯ
ИЗОТЕРМАСИ
Н. М. ^утлимуратов Г.О. Матчанова
Тошкент вилояти Чирчик давлат педагогика институти
М. Н. Пулатова
Мирзо УлуFбек номидаги Узбекистан Миллий Университети
АННОТАЦИЯ
Маколада янги синтез килинган поливинилхлорид (ПВХ) ва чикиндилар асосида олинган, кучсиз асос хоссасини намоён килувчи ионитга турли концентрацияли сунъий эритмалардан Mn (VII) ионларининг сорбцияси 293К, хдроратда изотермаси урганиш натижалари келтирилган. Жараёнларнинг мувозанат холатидаги адсорбция механизмини ифодалаш учун Ленгмюр, Флори-Хаггинс, Фрейндлих, Темкин ва Дубинин -Радушкевич изотерма моделларидан фойдаланилди. Олинган натижалар асосида хдсоблаб топилган Ленгмюр изотерма модели буйича Цтах = 125 (293K) мг/г, Флори-Хаггинс изотерма модели буйича AGads=-22,07 кЖ/моль, Фрейндлих изотерма модели буйича n= 1,9, Темкин изотерма модели буйича ВТ =96 Ж/моль, Дубинин-Радушкевич изотерма модели буйича BD =6,29*10-3 кЖ/моль*К ва Еа = 8,91 кЖ эканлиги келиб чикди. Бу эса поливинилхлорид хдмда чикиндилар асосида таркибида азот саклаган янги ионитга Mn(VII) ионларини юкори даражада сорбциялашини курсатади.
Калит сузлар: поливинилхлорид (ПВХ), ионит, марганец (Mn(VII)) ионлари ва изотерма моделлари.
ABSTRACT
The article presents the results of the study of the isotherm of sorption of Mn (VII) ions from artificial solutions of different concentrations to ionite obtained on the basis of polyvinyl chloride (PVC) and waste, showing weak base properties at temperatures of 293K. Langmuir, Flori-Haggins, Freundlich, Temkin and Dubinin-Radushkevich isothermal models were used to represent the mechanism of adsorption
Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 12 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-12-1063-1071
of processes in equilibrium. Based on the results obtained, Qmax=125(293K) mg/g for the Langmuir isotherm model, AGads=-22.07 kJ/mol for the Flori-Haggins isotherm model, n = 1.9 for the Freundlich isotherm model, Temkin isotherm according to the model BT =116J/mol, according to the Dubinin-Radushkevich isothermal model BD=6.29^10-3 kJ/mobK and Ea = 8.91 kJ. This indicates a high sorption of Mn(VII) ions to a new ionite containing nitrogen on the basis of polyvinyl chloride and waste.
Keywords: polyvinyl chloride (PVC), ionite, manganese (Mn (VII)) ions and isothermal models.
КИРИШ
Жахонда синтетик полимерлар асосида ионитлар синтез килиш усулларини аниклаш, ишлаб чикариш технологияларини жорий этиш, уларнинг физик-кимёвий хоссаларини урганиш, хусусий тавсифлари, техник шартлари ва талабларини ишлаб чикдш буйича илмий изланишлар олиб борилмокда. Бу борада, жумладан, нефт-газ, табиий углеводородлар ва иккиламчи саноат махсулотларидан фойдаланиб ионалмашинувчи материаллар олиш, уларнинг физик-кимёвий параметрлари, тозалиги, таркиби ва тузилишини замонавий усулларда аниклаш, физик, механик, энергетик ва квант-кимёвий хоссаларини тахлил килиш ва саноатда кенг масштабда ишлаб чикариш усулларини такомиллаштиришга алохида эътибор каратилмокда.
Мамлакатимизда тармокларини ривожлантириш учун замон талабларига мос, экологик тоза, иктисодий самарали, ракобатбардош, импорт урнини босадиган махсулотлар чикарадиган корхоналар яратилмокда. Бундай корхоналардан «Шуртан-Газ-Кимё», «Устюрт-Газ-Кимё» мажмуаларидан бир неча турдаги полимерлар катта микдорда ишлаб чикарилмокда. Республикамизда махаллий хомашёлар асосида ишлаб чикариладиган полимер материалларининг ишлатилиш сохаларини кенгайтириш, ион алмашинувчи материаллар олинишининг макбул шароитларини аниклаш ва уларнинг жорий этиш буйича бир катор илмий тадкикот ишлари олиб борилиб, муайян натижаларга эришилмокда. Узбекистон Республикасини янада ривожлантириш буйича Хдракатлар стратегияси!да «махаллий хомашёларни чукур кайта ишлашни ва улар асосида янги импорт урнини босувчи махсулотлар ишлаб чикаришни кузда тутувчи саноатни янги сифат жихатдан юкорига кутариш» га
12017-2021 йилларда Узбекистон Республикасини ривожлантиришнинг бешта устувор йуналиши буйича харакатлар стратегияси/Узбекистон Республикаси Президентининг 2017 йил 7 февралдаги ПФ-4947-сонли Фармони.
Google Scholar Scientific Library of Uzbekistan
Academic Research, Uzbekistan 1064 www.ares.uz
Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 12 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-12-1063-1071
йуналтирилган мухим вазифалар белгилаб берилган. Бундан ташкари чикинди сувлар таркибидаги турли захарли таъсирга эга ионларнинг концентрациясини эколигик меъёрларгача камайтириш хам долзарб саналади. Энг асосий омиллардан бири сув таркибида, инсон саломатлигига таъсир курсатиб сияноз, юрак-кон томир касалликлари, квадриплегия, нерв системаси касалликлари, хазм килиш системаси ва тукима некрозларини келтириб чикарувчи, организмда парчаланмайдиган ионлар жуда хам куп. Бу муаммоларни бартараф килиш бугунги кунда долзарб саналади[1]. Бу борада махаллий хом ашёлар асосида истикболли сорбентларни яратишнинг инновацион ва иктисодий жихатидан самарадор йулларидан бири бу саноатда ишлаб чикариладиган куп тоннажли полимерларни кимёвий узгартириш жараёнини аниклаш, ионитлар олишнинг макбул шароитларини топиш, олинган ионитларнинг айрим металл ионларига нисбатан селективлигини аниклаш ва физик-кимёвий хоссаларини тадкик килиш мухим ахамият касб этади. Сунги йилларда сувни тозалашнинг турли хил технологик усуллар кулланиб келинмокда, жумладан кимёвий ишлов бериш, физик, биологик ва бошка усуллар. Ушбу усуллардан ионитлар иштирокида адсорбциялаш усули кенг кулланилади. Бу усулнинг ишлаш жараёни оддийлиги, экологик ва иктисодий самарали, кайта ишлаш имконини бериши билан бошка усуллардан устун туради. Республикамиз саноат корхоналаридан чикадиган техноген ва окава сувларни тозалаб кайта ишлатиш учун ишлатиладиган сорбентлар чет элдан импорт килинади. Шунинг учун махаллий хомашёлар асосида ионитлар олиш, олинган ионитнинг физик-кимёвий хоссаларини урганиш оркали окова сувларни тозалашга куллаш долзарб ва катта амалий ахамиятга эга. Жахон микёсида олимлар томонидан янги ионитларнинг сорбцион хоссалари бахолашда кинетик ва термодинамик тахлиллардан кенг фойдаланилади.
Хусусан, ушбу иш юкорида келирилган долзарб муаммони маълум даражада хал килишга каратилган булиб, махаллий хомашёлар ва чикиндилардан асосида олинган ионитга Mn(VII) ионлариниг сунъий эритмаларида сорбция жараёнининг сорбцион хоссаларини урганишда Ленгмюр, Фрейндлих, Темкин, Дубинин-Радушкевич ва Флори-Хаггинс изотерма моделларидан фойдаланилди[2].
Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 12 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-12-1063-1071
МАТЕРИАЛЛАР ВА МЕТОДЛАР
Ишда ПВХ ва чикиндилар асосида олинган янги ионалмашиниш хусусиятига эга булган таркибида азот саклаган статик алмашув сотими HCl буйича 3,8 мг^экв/г булган ионитдан 5 г/л микдорди Mn(VII) ионлари саклаган хар хил (аник консентрацияли) сунъий эритмаларидан 100 мл олиб, 293К, 303K ва 313K хароратларда, мувозанатга келгунча сорбция жараёнининг сорбцион хоссалари урганилди. Сорбция жараёнидан олдинги ва кейин эритмадаги Mn(VII) ионининг концентрациясини узгариши Спектрофотометр (EMC-30PC-UV Spectrophotometr) прибори ёрдамида оптик зичлигининг узгаришига караб, хисоблаб топилди.
Х,исоб китоблар
Спектрофотометрда Mn(VII) ионларининг турли хил концентрацияларининг узгариши оптик зичлик оркали куйидаги (1) тенглама асосида хисобланади:
А = С »£»1 ( 1 )
Оптик зичлик концентрация функцияси A=f(C), эканлигидан куйдагича (2) тенглама оркали хисоблаш мумкин[3]:
г _ ^дастлабки * ^кейинги
^кейинги 7 (^)
"дастлабки
Сорбция микдори куйидаги(3) формула оркали хисобланди[4]:
( )
Ч в = —-— X У (3 )
т
Бунда: qе-ионитга ютилган иони микдори мг/г, С0- ионнинг дастлабки концентрация мг/л, Се-ионнинг мувозанат концентрацияси мг/л; V -эритма хажми (л); m- курук сорбент массаси(г).
Ленгмюр изотермаси моделида асосий Ленгмюр формуласи куйидаги(4) тенглама билан ифодаланади[4].
Kj^ С Q f Л \
Ч в = Ч т ах77к[с~е ( 4 )
Бу ерда: qмаx - маълум массали сорбентга ютилган металнинг максимал микдори (мг/г).
Чтах ва KL кийматларидан ажратиш коефиценти (R¿)ни хисоблаш мумкин. Мувозанат параметри RL ёрдамида сорбат ва сорбент уртасидаги якинликни тахмин килиш хамда жараённинг бориши хакида билиш мумкин
_ 1
Rl = 1 + KL-C0 ( 5 )
Google Scholar Scientific Library of Uzbekistan
Academic Research, Uzbekistan 1066 www.ares.uz
Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 12 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-12-1063-1071
Бунга (4) кура 0< RL <1 адсорбция жараёни кулай, RL >1 нокулай, RL = 1 адсорбция изотермаси чизикли куринишда деб хисобланади ва RL =0 эса адсорбцияни кайтмас булишини ифодалайди.
Фрейндлих изотерма модели асосий формула куйидаги (6) тенглама билан ифодаланади:
Че = KF Се 1/П ( 6)
Фрейндлих тенгламаси ёрдамида турли (идеал булмаган) эритмаларда борадиган сорбция жараёнларини урганиш мумкин. Ушбу моделнинг чизикли тенгламасини куйидаги(7) куринишда ифодалаш мумкин [5].
1 О g4 е = 1 О gKF + Q) 1 о g Се (1 )
Темкин изотерма моделининг чизикли тенгламасини (8) куйидагича ифодаланади[6]:
RT RT
Ч е — — • ln Кт + — • ^ С е ( 8 )
че Ьт 1 Ьт е у J
Дубинин-Радушкевич изотерма моделининг чизикли тенгламасини (9) куйидагича ифодланади[7]:
In Че— In Qd- 2BD.RT.ln(^-+l) (9)
Е — 1 / J22BD ( 1 0 )
Флори-Хаггинс изотерма моделининг умумлашган ва чизикли тенгламалари (11-13) куйидагича[9]:
С о — г 1 w (11) l0 9^ — 1 о gKFH + n-1 о g( 1-е) (12 )
KFH* (1 _ t>) Lo
ЛGacis - Адсорбцияланиш жараёнининг эркин энергияси. Ушбу тенглама адсорбция жараёнининг эркин энергиясини хисоблашга (13) замин яратади[4-11].
Л G — - R T lnKF (1 3 )
ОЛИНГАН НАТИЖАЛАР ВА МУ^ОКАМА
Поливинилхлорид (ПВХ) ва чикиндилар асосида олинган, кучсиз асос хоссасини намоён килувчи ионитга турли концентрацияли сунъий эритмалардаги Mn (VII) ионларининг сорбцияси 293К хароратда адсорбция жараёнининг мувозанат холатидаги изотерма жараёнларини урганиш натижалари куйидагича булди:
Google Scholar Scientific Library of Uzbekistan
Academic Research, Uzbekistan 1067 www.ares.uz
Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 12 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-12-1063-1071
Барча изотерма моделларининг графиклари
Ленгмюр изотерма модели
Фрейндлих изотерма модели
Темкин изотерма модели
Дубинин-Радушкевич изотерма
Флори-Хаггинс изотерма модели
Юкоридаги изотерма моделлар асосида тузилган графикларларидан куйидаги натижалар олинди:
Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 12 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-12-1063-1071
Mn (VII) ионининг ютилиш изотермаси
№ Изотерма ^ийматлар Бирликлар
параметрлар
Ленгмюр изотерма модели
1. q max 125 мг/г
2. Kl 0,862
3. Rl 0,03< Кулай
4. R2 0,9999
Флори-Хаггинс изотерма модели
5. N 2,8057
6. KFH 7352
7. AGads -22,057 кЖ/моль
8. R2 0,97
Фрейндлих изотерма модели
9. 1/n 0,5247
10. n 1,9
11. Kf 3,87 Л/г
12. R2 0,943
Темкин изотерма модели
13. Kt 0,191 Л/г
14. Bt 96,81 Ж/моль
15. R2 0,995
Дубинин-Радушкевич изотерма модели
16. Qd 165,4 моль/г
17. Bd 0,00629 кЖ/моль^К
18. E 8,91 кЖ
19. R2 0,944
ХУЛОСА
ПВХ ва чикиндилар асосида олинган, кучсиз асос хоссасини намоён килувчи ионитга турли консентрациядаги сунъий эритмалардан Mn (VII) ионларининг сорбция конуниятлари урганилган. Сорбция жараёнининг мувозанати асосида адсорбция механизмини урганиш учун кулланилган турли хил замонавий изотерма моделлари Ленгмюр, Флори-Хаггинс, Фрейндлих, Темкин ва Дубинин-Радушкевич моделларига мос келди
R2(0,944-0,999).
Google Scholar Scientific Library of Uzbekistan
Academic Research, Uzbekistan 1069 www.ares.uz
Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 12 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-12-1063-1071
Ленгмюр изотерма модели буйича Qmax= 125 мг/г, RL кийматининг барча урганилган консентрацияларида 0,03-0,127 эга эканлиги сорбция жараёни кулай булганлигидан далолат беради. Флори-Хаггинс изотерма модели буйича AGads=-22,07 кЖ/моль, Фрейндлих изотерма модели буйича n= 1,9 собрция кулай булган, Темкин изотерма модели буйича Вт =96 Ж/моль, Дубинин-Радушкевич изотерма модели буйича Вд=6,29^10-3 кЖ/моль^К ва Ea= 8,91 кЖ эканлиги келиб чикди.
REFERENCES
1. Davron, B., Mukhtar, M., Nurbek, K., Suyun, X., Murod, J., 2020. Synthesis of a New Granulated Polyampholyte and its Sorption Properties. International Journal of Technology. Volume 11(4), pp. 794-803.
2. Мухамедиев М.Г., Бекчанов Д.Ж. Новый анионит на основе поливинилхлорида и его применение в промышленной водоподготовке. Журнал прикладной химии. 2019. Т. 92. Вып. 11. Ст. 1401-1407.
3. А.В.Лысенко «Фотометрические методы анализа» Курск-2016
4. Qutlimuratov N.M., Tursunmuratov O.X., Bekchanov D.J. 2020-yil, 5-son Polivinilxlorid Plastikati Asosidagi Anionitning Fizik-Kimyoviy Xossalari. ILMIY AXBOROTNOMA/ SAMARQAND .
5. Кутлимуратов Н.М., Бекчанов Д.Ж., Мухамедиев М.Г. Изотерма и кинетика сорбции ионов Си (II) анионитами, на основе поливинилхлорида пластиката и отходов аминов используемых в газоочистке/Юп^е^ит: химия и биология : электрон. научн. журн. 2021. 8(86).
URL:https://7universum.com/ru/nature/archive/item/12160
6. Keno David Kowanga and etc. Kinetic, sorption isotherms, psedo-first-order model and pseudo-second-order model stuies of Cu (II) and Pb(II) using defatted Moringa oleifera seed powder. The Journal of Phytopharmacology 2016;5(2):71-78.
7. Rahman M.S and Islam M.R. Effects of pH on isotherms modeling for Cu (II) ions adsorption using maple wood sawdust. Journal of Chemical Engineering, 2009;149: 273-280.
8. K. M. Elsherif and etc. Adsorption of Co(II) ions from aqueous solution onto tea and coffee powder: equilibrium and kinetic studies. Journal of Fundamental and Applied Sciences 2019, 1 1(1), 65-81.
Academic Research in Educational Sciences VOLUME 2 | ISSUE 12 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-12-1063-1071
9. K.Y. Foo and B.H. Hameed. Insights into the modeling of adsorption isotherm systems/ Chemical Engineering Journal156 (2010) 2-10 (journal homepage :www.elsevier.com/locate/cej).
10. Dada, A.O and etc. Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin-Radushkevich, Isotherms Studies of Equilibrium Sorption of Zn Unto Phosphoric Acid Modified Rice Husk/ IOSR Journal of Applied Chemistry (IOSR-JAC) ISSN: 2278-5736. Volume 3, Issue 1(Nov. - Dec. 2012), PP 38-45 www.iosrjournals.org.
11. Ali Kara and Emel Demirbel Kinetic, Isotherm and Thermodynamic Analysis on Adsorption of Cr(VI) Ions from Aqueous Solutions by Synthesis and Characterization of Magnetic-Poly (divinylbenzene-vinylimidazole) Microbeads, Water Air Soil Pollut (2012) 223:2387-2403.
12. T. Ravi and etc. Preparation and characterization of higher degree-acetylated chitosan-coated magnetic adsorbent for the removal of chromium (VI) from its aqueous mixture, J. APPL. POLYM. SCI.2017, APP.45878(1-16).
