CC BY
26
• «Наука. Мысль: электронный периодический журнал»^ Научный журнал • • «Science. Thought: electronic periodic journal» • scientific e-journal •
Химические науки
№ 2. - 2017
УДК 54
СТРУКТУРНО-СОРБЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЛИНИСТЫХ СОРБЕНТОВ, ПОЛУЧЕННЫХ КОМБИНИРОВАННОЙ АКТИВАЦИЕЙ
Б.Ш. Ганиев, Бухарский государственный университет (Бухара, Узбекистан).
Аннотация. В данной статье приведены результаты исследований сорбционных свойств глинистых сорбентов полученных комбинированной активацией.
Ключевые слова: бентонит, концентрация, сорбция, изотерма, кинетические кривые, электролит, хемосорбция.
STRUCTURAL-SORPTION CHARACTERISTICS OF CLAY SORBENTS OBTAINED BY COMBINED ACTIVATION
Abstract. This article presents the results of studies of the sorption properties of clay sorbents obtained by combined activation.
Keywords: bentonite, concentration, sorption, isotherm, kinetic curves, electrolit, chemisorp-
tion.
С целью получения сорбентов, пригодных для использования в динамических условиях природные минеральные сорбенты (ПМС) подвергают активации. Направленное изменение свойств ПМС проводится физическими, химическими и комбинированными методами. Преимуществом комбинированной активации по сравнению с простым (термической, кислотной, щелочной) является то, что здесь отсутствуют заметные потери. Сущность комбинированной активации ПМС состоит в том, что ПМС сначала термически активируют при температурах их полной дегидратации, а потом обрабатывают растворами кислот или щелочей, после чего сразу нейтрализуют щелочью (или кислотой).
Комбинированной активации подвергали азкамарский бентонит и ангренский каолин. В результате комбинированной активации химический состав каолина практически не меняется, а в случае активации бентонита наблюдается выщелачивание кремнезёма в кислой и щелочной средах. При комбинированной активации каолинового адсорбента соотношение SiO2/R2O3 возрастает, а в случае бентонита - снижается (Таб. 1).
Кривые сорбции паров воды, метилового спирта и н-бутиламина на исходных глинах относятся к S-образным изотермам по БЭТ, что обусловлено капиллярной конденсацией в области Р/Рб=1,0. Все изотермы характеризуются наличием петли гистерезиса во всём интервале относительных давлений (рис.1) Причину появления гистерезисной петли в случае сорбции паров воды связывают с набуханием глин в паровой фазе, а в случае метилового спирта и н-бутиламина - с хемосорбцией.
• «Наука. Мысль: электронный периодический журнал»^ Научный журнал • № 2. - 2017
• «Science. Thought: electronic periodic journal» • scientific e-journal •
Таб. 1. Химический состав глинистых адсорбентов (%)
Адсорбент CN О со о со о о о о см о si SIÜ2
СО < CD Ll_ о СО ^ с= R2O3
Бентонит исходный 54,85 11,35 1,99 0,50 2,98 3,04 0,30 6,00 4,52
Бентонит комбинирован-
ной активации 48,18 18,24 7,18 2,47 1,77 0,62 0,54 19,22 3,60
Каолин исходный 51,01 27,20 0,88 0,67 0,12 0,18 0,13 11,11 3,69
Каолин комбинированной
активации
57,59 22,06 0,96 0,15 0,81 3,14 0,84 14,04 4,40
Рис. 1. Изотермы адсорбции (») и десорбции (х) паров воды (1), метилового спирта (2) и н-бутиламина (3) на исходных бентоните (а) и каолине (б).
Для продуктов комбинированной активации каолина Б-образная форма изотермы адсорбции и десорбции с ярко выраженной петлёй гистерезиса сохраняется (рис. 2.). Такой же
» «Наука. Мысль: электронный периодический журнал»^ Научный журнал • • «Science. Thought: electronic periodic journal» • scientific e-journal •
№ 2. - 2017
ход изотермы наблюдается при адсорбции на микропористых сорбентах. Величина адсорбции при Р/Рб = 0,4 для данного образца по воде равна 0,061 см3/г, по метиловому спирту -0,050 и по н-бутиламину-0,049.
На бентоните комбинированной активации изотермы адсорбции сорбатов тоже имеют Б-образную форму и ярко выраженную петлю гистерезиса, что характерно для переходно-пористых адсорбентов (рис. 3.). Однако кривая адсорбции при малых относительных давлениях имеет крутой характер, и в случае паров воды составляет 4,0-6,0 ммоль/г до Р/Рб = 0,4. При Р/Рб = 1,0 величина адсорбции составляет 38,90 ммоль/г; предельная адсорбция по метиловому спирту составляет 8,0 ммоль/г. Изотерма адсорбции н-бутиламина на этих образцах характеризуется более широкой аномальной петлёй гистерезиса, что связано с более прочным удерживанием аминов на поверхности активированного образца.
Рис. 2. Изотермы адсорбции (°) и десорбции Рис. 3. Изотермы адсорбции (<>) и десорбции
(х) паров воды (1), метило-вого спирта (2) и н- (х) паров воды (1), метило-вого спирта (2) и н-
бутиламина (3) на термокислотнощелочноак- бутиламина (3) на термокислотнощелочноак-
тивированном каолине. тивирован-ном бентоните.
Сравнение адсорбционной активности комбинированно активированных бентонита и каолина показало, что адсорбент на основе бентонита имеет в 4-5 раз большую активность, чем образец на основе каолина.
Литература:
• «Наука. Мысль: электронный периодический журнал»^ Научный журнал • № 2. - 2017
• «Science. Thought: electronic periodic journal» • scientific e-journal •
1. Лукин В.Д. Адсорбционные процессы в химической промышленности. Л.: Химия, 1973. 62 с.
2. Кельцев H.B. Основы адсорбционной техники. М.: Химия, 1976.
3. Кудратов A.M. Рациональное использование Ангренского угля с целью получения топливных и адсорбционных материалов. Тез. Докл. ИОНХ АН РУз. 2005.
4. Ганиев Б.Ш., Шарипов М.С. Стиролнинг акриламид билан сополимер хосил килиш унумига харорат ва вактнинг таъсирини урганиш // Респуб. Конф. "Кимё фанининг долзарб муаммолари ва уни у^итишда инновацион технологиялар". Ташкент, 2016. С.186-187.
5. Ганиев Б.Ш., Шарипов М.С. Исследование свойств природных сорбентов и их модифицированных форм // Респуб. Конф. "Проблемы химической промышленности и пути их решения в свете её развития на современном этапе". Наваи, 2016. С. 159-161.
References:
1. Lukin V.D. Adsorbtsionnye protsessy v khimicheskoi promyshlennosti. L.: Khimiya, 1973.
62 s.
2. Kel'tsev H.B. Osnovy adsorbtsionnoi tekhniki. M.: Khimiya, 1976.
3. Kudratov A.M. Ratsional'noe ispol'zovanie Angrenskogo uglya s tsel'yu polucheniya toplivnykh i adsorbtsionnykh materialov. Tez. Dokl. IONKh AN RUz. 2005.
4. Ganiev B.Sh., Sharipov M.S. Stirolning akrilamid bilan sopolimer khosil kilish unumiga kharorat va vaktning ta"sirini urganish // Respub. Konf. "Kime fanining dolzarb muammolari va uni yrçitishda innovatsion tekhnologiyalar". Tashkent, 2016. S.186-187.
5. Ganiev B.Sh., Sharipov M.S. Issledovanie svoistv prirodnykh sorbentov i ikh modifitsirovannykh form // Respub. Konf. "Problemy khimicheskoi promyshlennosti i puti ikh
resheniya v svete ee razvitiya na sovremennom etape". Navai, 2016. S. 159-161.
— • —
Сведения об авторе
Бахтиёр Шукуруллаевич Ганиев, Бухарский государственный университет (Бухара, Узбекистан).
