Исследование процессов сорбционного извлечения фенола композиционным сорбентом F300-MnO2
| العنوان: | Исследование процессов сорбционного извлечения фенола композиционным сорбентом F300-MnO2 |
|---|---|
| المصدر: | Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Нові рішення у сучасних технологіях; № 1(11) (2022): Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Нові рішення у сучасних технологіях; 64-68 Вестник Национального Технического Университета "ХПИ" Серия Новые решения в современных технологиях; № 1(11) (2022): Вестник НТУ "ХПИ". Серия: Новые решения в современных технологиях; 64-68 Bulletin of the National Technical University «KhPI» Series: New solutions in modern technologies; No. 1(11) (2022): Bulletin of the NTU"KhPI". Series: New Solutions in Modern Technology; 64-68 |
| بيانات النشر: | National Technical University "Kharkiv Politechnic Institute", 2022. |
| سنة النشر: | 2022 |
| مصطلحات موضوعية: | sorption, фенол, гетерофазное окисление, composite sorbent, композиційний сорбент, гетерофазне окислення, heterophase oxidation, сорбція, активоване вугілля, phenol, композиционный сорбент, сорбция, активированный уголь, activated carbon, MnO2 |
| الوصف: | Phenolic compounds are widespread wastewater pollutants that are produced in the oil and petrochemical industry, coal conversion, and phenol production. Phenols are widely used for the commercial production of a wide variety of plastics, which are used as structural materials for automobiles and equipment, at production of epoxy resins and adhesives. The discharge of phenol-containing waters into water bodies and watercourses sharply worsens their general sanitary status, affecting living organisms not only by their toxicity but also by a significant change in the regime of biogenic elements and dissolved gases. Among the methods of phenols removal from wastewater, there is a wide variety of oxidation methods such as photochemical, aerobic biological, enzymatic, ozone, electrochemical oxidation. The paper is devoted to the investigation of the conditions of phenol removal using a composite sorbent with an active oxidation phase. The composite sorbent F300-MnO2 was obtained by deposition of manganese dioxide on the surface of pores of activated carbon Filtrasorb 300. The conditions of modification of activated carbon by the KMnO4 solution were studied to intensify the process of phenol removal from aqueous solutions. It was determined that the best effect of water purification is achieved when coal was treated by KMnO4 solution with concentration of 0.025 mol-eq/dm3 within 5‑15 minutes. The investigation of the effect of pH on phenol removal by composite sorbent and unmodified coal revealed the highest efficiency in a weak acidic environment: at pH 4-5 for F300-MnO2 and 5-6 for unmodified coal. The obtained isotherms of phenol sorption on F300 and F300-MnO2 showed that modification with the KMnO4 solution enhanced the sorption capacity of the coal. The effect of oxidative pollutant removal is more noticeable when carrying out the process for a relatively long time (several days or weeks). Otherwise, the limiting factors are reduced specific surface area of the sorbent due to its partial filling with MnO2 nanoparticles, and diffusion within the grains of the composite sorbent, which makes the extraction of phenol by unmodified coal becomes more efficient. Фенольные соединения являются широко распространенными загрязнителями сточных вод, образующихся в нефтяной и нефтехимической промышленности, конверсии угля и при производстве фенола. Фенолы широко используются для коммерческого производства разнообразных пластмасс, применяемых в качестве конструкционных материалов в автомобилестроении и в производстве оборудования, при изготовлении эпоксидных смол и клеев. Сброс фенольных вод в водоемы и водотоки резко ухудшает их общее санитарное состояние, воздействуя на живые организмы не только своей токсичностью, но и значительным изменением режима биогенных элементов и растворенных газов. Среди методов извлечения фенолов из сточных вод большим разнообразием отличаются окислительные методы: фотохимическое, аэробное биологическое, ферментативное, электрохимическое окисление, окисление озоном. Работа посвящена исследованию условий удаления фенола с использованием композиционного сорбента с активной окислительной фазой. В работе получен композиционный сорбент F300-MnO2 осаждением диоксида марганца на поверхности пор активированного угля Filtrasorb 300. Изучены условия модификации активированного угля раствором КMnO4 для интенсификации процесса удаления фенола из водных растворов. Установлено, что лучший эффект очистки воды достигается при модификации угля раствором КMnO4 с концентрацией 0,025 моль-экв/дм3 в течение 5-15 мин. Исследуя влияние рН на эффективность удаления фенола композиционным сорбентом и немодифицированным углем, установлено, что наивысшая степень удаления фенола из воды наблюдался в слабокислой среде: при рН 4-5 для F300-MnO2 и при рН 5-6 для немодифицированного угля F300. Полученные изотермы сорбции фенола на F300 и F300-MnO2 показали, что модификация раствором КMnO4 усиливает сорбционную способность угля. Эффект окислительного удаления загрязнителей более заметен при проведении процесса в течение относительно длительного времени (нескольких дней или недель). В противном случае лимитирующим факторами становятся уменьшенная удельная площадь поверхности сорбента в результате ее частичного заполнения наночастицами MnO2, и диффузия внутри зерен композиционного сорбента, в результате которых удаление фенола немодифицированным углем становится более эффективным. Фенольні сполуки є широко розповсюдженими забруднювачами стічних вод, які утворюються у нафтовій та нафтохімічній промисловості, конверсії вугілля та при виробництві фенолу. Феноли широко використовуються для комерційного виробництва найрізноманітніших пластмас, що використовуються як конструкційні матеріали для автомобілів та обладнання, при виготовленні епоксидних смол та клеїв. Скидання фенольних вод у водойми й водотоки різко погіршує їх загальний санітарний стан, впливаючи на живі організми не тільки своєю токсичністю, але й значною зміною режиму біогенних елементів і розчинених газів. Серед методів вилучення фенолів зі стічних вод великою різноманітністю відзначаються окиснювальні методи, а саме: фотохімічне, аеробне біологічне, ферментативне, електрохімічне окислення, окислення озоном. Робота присвячена дослідженню умов вилучення фенолу з використанням композиційного сорбенту з активною окислювальною фазою. У роботі отримано композиційний сорбент F300-MnO2 шляхом осадження диоксиду марганцю на поверхні пор активованого вугілля Filtrasorb 300. Вивчено умови модифікації активованого вугілля розчином КMnO4 для інтенсифікації процесу видалення фенолу з водних розчинів. Встановлено, що найкращий ефект очистки води досягається при модифікації вугілля розчином КMnO4 з концентрацією 0,025 моль-екв/дм3 протягом 5-15 хв. Досліджуючи вплив рН на ефективність видалення фенолу композиційним сорбентом та немодифікованим вугіллям, встановлено, що найвищий ступінь видалення фенолу з води спостерігався у слабокислому середовищі: при рН 4-5 для F300-MnO2 і при 5-6 для немодифікованого вугілля F300. Отримані ізотерми сорбції фенолу на F300 і F300-MnO2 показали, що модифікація розчином КMnO4 посилює сорбційну здатність вугілля. Ефект окисного видалення забруднювачів більш помітний при проведенні процесу протягом відносно тривалого часу (кілька днів або тижнів). В інакшому випадку лімітуючими чинниками стають зменшена питома площа поверхні сорбенту внаслідок її часткового заповнення наночасточками MnO2, і дифузія всередині зерен композиційного сорбенту, внаслідок яких вилучення фенолу немодифікованим вугіллям стає більш ефективним. |
| وصف الملف: | application/pdf |
| اللغة: | Ukrainian |
| تدمد: | 2079-5459 2413-4295 |
| URL الوصول: | https://explore.openaire.eu/search/publication?articleId=scientific_p::cc9d007965c4b50894b24cd57ec6178f http://vestnik2079-5459.khpi.edu.ua/article/view/255002 |
| حقوق: | OPEN |
| رقم الأكسشن: | edsair.scientific.p..cc9d007965c4b50894b24cd57ec6178f |
| قاعدة البيانات: | OpenAIRE |
| تدمد: | 20795459 24134295 |
|---|