Гатилова О. В., Бурыкина О.В.

Юго-Западный государственный университет

Кинетика сорбции красителя катионного розового 2С

древесными опилками

В настоящее время в текстильной, обувной, полиграфической промышленности для получения бумаги, красок, пигментов применяются различные типы красителей. Широко используются катионные красители, ассортимент которых охватывает всю цветовую гамму от желтого до черного цвета.

Катионные красители применяются для крашения полиакрилонитрильного (ПАН) волокна, которое широко используется в трикотажной промышленности.

Катионные красители по своему химическому строению являются солями четвертичных аммониевых соединений. В общем виде молекулу катионных красителей можно представить как:

Кр≡N⁺Cl^-↔Кр≡N⁺ - Cl^-,

где Кр≡N⁺ - катион, который проявляет красящие свойства.

Окрашенные волокна имеют яркие насыщенные цвета, окраски обладают довольно высокой прочностью, поскольку краситель фиксируется на волокне двумя типами связей: межмолекулярными силами и ионными связями:

,

где А^- - анион, например CH₃SO₄^-.

В производственных процессах от 10 до 40% используемых красителей попадают в сточные воды, которые недостаточно очищенными поступают в природные водоемы, обусловливают в них серьезные нарушения биоценоза.

Попадая в водные объекты, красители оказывают негативное воздействие на сообщества водных организмов, а также нарушают их кислородный режим. Большинство органических красителей высокотоксичны и оказывают канцерогенное, мутагенное аллергическое воздействие.

Одним из перспективных методов очистки сточных вод является сорбционный метод. Для удешевления процесса сорбционной очистки используют, с одной стороны, дешёвые, с другой - доступные сорбционные материалы.

На сегодняшний момент сорбенты делают почти из всех видов углеродного сырья: древесины и целлюлозы, каменного и бурого угля, торфа, нефтяного и каменноугольного пеков, синтетических полимерных материалов, жидких и газообразных углеводородов, разных органических отходов.

Целью данной работы является изучение кинетики сорбции красителя катионного розового 2С древесными опилками.

Сорбцию красителя проводили дубовыми опилками из модельных водных растворов красителя катионного розовый 2С. В работе использован метод одноступенчатой статической сорбции.

Сорбцию проводили при постоянной температуре (Т=298 К) из постоянного объёма раствора (V=50 мл), добавляя к растворам красителя одинаковой концентрации (С₀=0,01 г/л) навеску древесных опилок массой m=0,1 г, измельчённые до частиц размером r≤4,5 мм. Время сорбции варьировалось от 5 до 60 мин. Далее раствор фильтровали и определяли конечную концентрацию красителей (С_к, г/л) спектрофотометрическим методом на спектрофотометре ПЭ 5400 УФ. За окончательный результат принято среднее арифметическое трех повторных измерений. Рабочую длину волны 490 нм определили по максимуму спектра поглощения красителя катионного розового 2С.

Степень сорбции (S, %) рассчитывали по формуле:

где С₀ - исходная концентрация, мг/л;

С_к - конечная остаточная концентрация, мг/л;

V - объём анализируемой пробы, мл.

Данные, полученные при изучении кинетики сорбции красителя катионного розового 2С древесными опилками, представлены в таблице.

Изучение кинетики красителя катионного розового 2С

древесными опилками

№ опыта	А	S,%	Со, г/л	Ср, г/л	t,мин
1	0,089	52	0,01	0,0048	5
2	0,075	63		0,0037	10
3	0,072	65		0,0035	20
4	0,070	70		0,0030	30
5	0,068	72		0,0028	45
6	0,066	77		0,0023	60

На рисунке представлены кинетическая кривая сорбции промышленного красителя древесными опилками.

Рис. Кинетическая кривая сорбции промышленного красителя катионного розового 2С древесными опилками.

При сорбции красителя катионного розового 2С степень сорбции колеблется в пределах от 50% до 80%, что подтверждает возможность использования дубовых опилок для сорбции красителя катионного розового 2С.

Используемый сорбент является доступным и дешевым, эффективным. Простота проведения очистки сточных вод имеет большое преимущество перед иными методами.

__________________________

1 Мальцева В. С., Бурыкина О. В., Сазонова А. В. Кинетика сорбции из водных растворов карбонатными породами и отходами кожевенного производства // Химическая технология. - 2012. - №7. - С. 20-32

2 Сазонова А.В., Ниязи Ф.Ф., Мальцева В.С. Термодинамика и кинетика сорбции ионов хрома (III) карбонатными породами // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 1